11.我國天然氣儲量豐富,天然氣是重要的化工原料,先與氧氣轉(zhuǎn)化為合成氣再進(jìn)一步可催化轉(zhuǎn)化為甲醇和二甲醚?;卮鹣铝袉栴}:
(1)甲烷轉(zhuǎn)化為合成氣的反應(yīng)中能量變化如圖所示,某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表:
化學(xué)鍵 |
O=O |
C-H |
H-H |
C≡O(shè) |
鍵能/kJ/mol |
498.8 |
413 |
436 |
1072 |
該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
,該反應(yīng)在任意溫度下均能自發(fā)進(jìn)行,原因是
。
(2)CO和H
2合成二甲醚的反應(yīng)為2CO(g)+4H
2(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g),T
2℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入1molCO(g)和2molH
2(g),發(fā)生該反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),測得容器內(nèi)總壓強(qiáng)為p,CO的體積分?jǐn)?shù)為25%,則T
2℃時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
(用含p的代數(shù)式表示K
p,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)CO和H
2合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H<0。若在容積可變的密閉容器中充入mmolCO和nmolH
2(2m≠n),發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡,CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的變化曲線如圖所示。
①能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
(填標(biāo)號)。
a.密度不再變化
b.H
2的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率相等
c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
②比較中p
1
p
2(填“>”“<”或“=”),理由
。
(4)CH
4、CH
3OH、CH
3OCH
3都是較好的燃料,都可以作為燃料電池的燃料。
①作為電池燃料,CH
4、CH
3OH、CH
3OCH
3比能量最高的是
(電池的比能量就是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大?。?br />②寫出甲醇燃料電池在硫酸電解質(zhì)中負(fù)極的電極反應(yīng)式為
。