为解决能源短缺及环境污染,许多国家研究用甲醇(有毒、对许多金属有腐蚀性)替代汽油做汽车燃料.汽油与甲醇燃烧的热化学方程式如下:
2C
8H
18(l)+25O
2(g)=16CO
2(g)+18H
2O(l);△H=-a kJ?mol
-12CH
3OH(l)+3O
2(g)=2CO
2(g)+4H
2O(l);△H=-b kJ?mol
-1根据要求,回答下列问题:
(1)工业合成甲醇的一种途径中,各物质间的转化关系如图1.已知M是含有10个电子的分子,X为单质、Y为化合物,均是还原性的气体.反应(I)的化学方程式为
.
(2)将2.0mol M和2.0mol H
2O(g)通入100L的密闭容器中,在一定条件下发生反应(I),测得在一定的压强下M的转化率与温度的关系如图2.
①假设T
1℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H
2O(g)表示该反应的平均反应速率为
mol?L
-1?min
-1.
②T
1℃时反应(I)的平衡常数为
.
③反应(I)的△H
0(填“>”或“<”).
(3)汽车汽油机工作时,先吸入雾状燃料(可看作气体)与空气的混合气,经压缩点燃后,产生动力驱动汽车运行.若用甲醇替代汽油做汽车燃料,需改造汽油机.
①改造之一是调整汽油机控制系统,以调整混合气中燃料与空气之配比.若改造前吸入汽油机的混合气中汽油(雾状)与空气体积比为m,改造后吸入汽油机的混合气中甲醇(雾状)与空气体积比为n.则n
m(填“<”、“>”或“=”).
②请根据甲醇和汽油的性质差异,预测汽油机还需改造的一个问题,并作出解释:
需要解决的问题:
;解释:
.
(4)若使用汽油、甲醇作汽车燃料时效率相同.试估算:汽油机工作时,相同质量的汽油与甲醇所提供给汽车的能量之比为
.