19.(1)工業(yè)生產(chǎn)中可利用H
2還原CO
2制備清潔能源甲醇。
①已知CO(g)和H
2(g)的燃燒熱分別為283.0kJ?mol
-1、285.8kJ?mol
-1。CO與H
2合成甲醇的能量變化如圖甲所示,則用CO
2(g)和H
2(g)制備甲醇和液態(tài)水的熱化學方程式為
。
②將一定量的CO
2和H
2充入某恒容密閉容器中,測得在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi)CO
2的轉(zhuǎn)化率與溫度的變化如圖乙所示,催化效果最好的是催化劑
(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);該反應在a點達到平衡狀態(tài),a點的轉(zhuǎn)化率比b點的高,其原因
。
(2)利用CO和水蒸氣可生產(chǎn)H
2,反應的化學方程式為CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)。將不同量的CO(g)和H
2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中進行上述反應,得到數(shù)據(jù)如下表所示
溫度/℃ |
起始量 |
達到平衡 |
CO/mol |
H2O/mol |
H2/mol |
CO轉(zhuǎn)化率 |
時間/min |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
|
6 |
900 |
3 |
2 |
|
|
3 |
①該反應的正反應為
反應(填“放熱”或“吸熱”)。
②900℃時,從開始到達平衡時的反應速率v(H
2O)=
(保留2位小數(shù)),達到平衡時c(H
2)=
。
(3)利用廢棄的H
2S的熱分解可生產(chǎn)H
2:2H
2S(g)?2H
2(g)+S
2(g)?,F(xiàn)將0.20molH
2S(g)通入某恒壓(壓強p=aMPa)密閉容器中,在不同溫度下測得H
2S的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。
已知:對于氣相反應,用某組分(B)的平衡壓強p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)。溫度為T
6℃時,該反應的平衡常數(shù)K
p=
(用a的代數(shù)式表示)。