利用光能和光催化剂,可将CO
2和H
2O(g)转化为CH
4和O
2.紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH
4的产量随光照时间的变化如图1所示.
(1)在O?30小时内,CH
4的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)由大到小的顺序为
;反应开始后的15小时内,在第
种催化剂的作用下,收集的CH
4最多.
(2)将所得CH
4与H
2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g);△H=+206kJ.mol
-1.将等物质的量的CH
4和H
2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,此时测得CO的物质的量为O.10mol,CH
4的平衡转化率为91%,则此温度下该反应的平衡常数为
(计算结果取整数).
(3)该反应产生的CO和H
2可用来合成可再生能源甲醇,已知CO(g)、CH
3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol
-1和-726.5kJ?mol
-1,则CH
3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H
2O(l)的热化学方程式为
.
(4)工业上常利用反应CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g),△H<0合成甲醇,在230℃?270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比n(H
2):n(CO),分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图2.
①270℃的实验结果所对应的曲线是
(填字母);
②230℃时,工业生产适宜釆用的合成气组成n(H
2):n(CO)的比值范围是
(填字母).
A.1?1.5 B.2.5?3 C.3.5?4.5
(5)某同学以石墨为电极,以KOH溶液为电解质设计甲醇燃料电池,其负极的电极反应式为
.