22. Ⅰ.CO
2和CH
4是两种重要的温室气体,通过CH
4和CO
2的反应,制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时,以镍合金为催化剂,发生如下反应:CO
2(g)+CH
4(g)⇌2CO(g)+2H
2(g)
(1)此温度下该反应的平衡常数表达式K=
______________。
(2)已知:①CH
4(g)+2O
2(g)═CO
2(g)+2H
2O(g) △H=﹣890.3kJ•mol
﹣1②CO(g)+H
2O(g)═CO
2(g)+H
2(g) △H=+2.8kJ•mol
﹣1③2CO(g)+O
2(g)═2CO
2(g) △H=﹣566.0kJ•mol
﹣1反应CO
2(g)+CH
4(g)
2CO(g)+2H
2(g)的△H=
____________kJ•mol
﹣1;
(3)利用上述反应①设计燃料电池(电解质溶液为氢氧化钾溶液),写出电池负极的电极反应式
___________。
Ⅱ.能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g)+2H
2(g)⇌CH
3OH(g) △H。
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(4)根据表中数据可判断△H
______0 (填“>”、“=”或“<”).
(5)300℃时,将2molCO、3molH
2和2molCH
3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将
__________(填序号):
A正向移动 B逆向移动 C处于平衡状态 D无法判断
(6)下列能说明上述反应达到化学平衡状态的标志是__________
A.恒温恒容下,混合气体的密度不在变化 |
B.达平衡时,v(CO)∶v(H2)∶v(CH3OH)=1∶2∶1 |
C.达平衡时,CH3OH浓度不再变化 |
D.单位时间内生产nmolCO同时生成2nmolH2 |