Question

(10分）利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O(g)轉(zhuǎn)化為CH₄和O₂。紫外光照射時，在不同催化劑（I ,II，III)作用下，CH₄的產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖所示。

(1) 在O?30小時內(nèi)，CH₄的平均生成速率和由大到小的順序為_________；反應(yīng)開始后的15小時內(nèi)，在第_________種催化劑的作用下，收集的CH₄最多。
(2) 將所得CH₄與H₂O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)
CH₄(g)+H₂O(g)CO(g) +3H₂(g) △H=+206kJ·mol^-1。將等物質(zhì)的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，此時測得CO的物質(zhì)的量為O.10 mol,CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率為91 %，則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________ (計算結(jié)果取整數(shù)）。
(3) 該反應(yīng)產(chǎn)生的CO和H₂可用來合成可再生能源甲醇，已知CO(g)、CH₃OH⑴的燃燒熱分別為和，則CH₃OH(l)不完全燃燒生成CO(g)和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式為_________。
(4)工業(yè)上常利用反應(yīng)CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH (g), △H<0合成甲醇，在230°C?270°C最為有利。為研究合成氣最合適的起始組成比n(H₂)：n(C0),分別在230°C、250⁰C和270⁰C進(jìn)行實驗，結(jié)果如圖。

①270⁰C的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是_________ (填字母）；
②230⁰C時，工業(yè)生產(chǎn)適宜釆用的合成氣組成n(H₂):n(CO)的比值范圍是_________ (填字母）。
A. 1 ?1.5   B. 2. 5?3  C. 3. 5?4. 5
(5) 某同學(xué)以石墨為電極，以KOH溶液為電解質(zhì)設(shè)計甲醇燃料電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________。

Answer 1

（10分）（1）v(Ⅰ) > v(Ⅱ) > v(Ⅲ) （1分）  II （1分）
（2）28 (mol·L^-1)²（2分，不帶單位不扣分，得出27同樣得分）
（3）CH₃OH (l) + O₂(g) =" CO(g)" + 2H₂O(l) △H=－443.5 kJ·mol^-1（2分）
（4）① Z （1分）  ② B （1分）
（5）CH₃OH-6e^-+8OH^- = CO₃^2-+6H₂O（2分）

解析