Question

甲醇作為基本的有機(jī)化工產(chǎn)品和環(huán)保動(dòng)力燃料具有廣闊的應(yīng)用前景，二氧化碳加氫合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途徑。由二氧化碳制備甲醇過程中可能涉及反應(yīng)如下：

反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58KJ/mol

反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2

反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H3=-90.77KJ/mol

回答下列問題：

（1）反應(yīng)Ⅱ的△H2= ，反應(yīng)Ⅰ自發(fā)進(jìn)行條件是 （填“較低溫”、“較高溫”或“任意溫度”）。

（2）在一定條件下3L恒容密閉容器中，充入一定量的氫氣和二氧化碳僅反應(yīng)反應(yīng)Ⅰ，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)物在不同起始投入量下，

體系中二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線，如圖1所示。

① 氫氣和二氧化碳的起始的投入量以A和B兩種方式投入

A：n(H2)=3mol n(CO2)=1.5mol

B：n(H2)=3mol n(CO2)=2mol，曲線Ⅰ代表哪種投入方式 （用A、B表示）

②在溫度為500K的條件下，按照A方式充入3摩爾氫氣和1.5摩爾二氧化碳，該反應(yīng)10分鐘時(shí)達(dá)到平衡：A．此溫度下的平衡常數(shù)為 ；500K時(shí)，若在此容器中開始充入0.3摩爾氫氣和0.9摩爾二氧化碳、0.6摩爾甲醇、x摩爾水蒸氣，若使反應(yīng)在開始時(shí)正向進(jìn)行，則x應(yīng)滿足的條件是 。

b．在此條件下，系統(tǒng)中甲醇的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖2所示，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到3分鐘時(shí)，迅速將體系溫度升至600K，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出3～10分鐘內(nèi)容器中甲醇的濃度變化趨勢(shì)曲線。

（3）固體氧化物燃料電池是一種新型的燃料電池，它是以固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子（O2-）在其間通過，該電池的工作原理如圖3所示，其中多孔電極均不參與電極反應(yīng)。圖3是甲醇燃料電池的模型。

①寫出該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式 。

②如果用該電池作為電解裝置，當(dāng)有16g甲醇發(fā)生反應(yīng)時(shí)，則理論上提供的電量最多為 摩爾。

Answer 1