利用光能和光催化剂,可将 CO2 和 H2O(g)转化为 CH4 和 O2 . 紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示.

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-10-12 09:32:51 高中化学

利用光能和光催化剂,可将 CO2 和 H2O(g)转化为 CH4 和 O2 . 紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示.

(1)在0~30 小时内,CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为 ______ ;反应开始后的 12 小时内,在第 ______ 种催化剂作用下,收集的 CH4最多.

(2)将所得 CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g).该反应△H=+206kJ•mol﹣1 . 画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注).

1______

【答案】

vⅢ>vⅡ>vⅠ;Ⅱ;1?

【解析】

(1)由图可知,在0~30h内,甲烷的物质的量变化量为△n(Ⅰ)<△n(Ⅱ)<△n(Ⅲ),故在0~30h内,CH4的平均生成速率v(Ⅲ)>v(Ⅱ)>v(Ⅰ);

由图2可知反应开始后的12小时内,在第Ⅱ种催化剂的作用下,收集的CH4最多;

所以答案是:vⅢ>vⅡ>vⅠ;Ⅱ.

(2)CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),该反应的△H=+206kJ•mol﹣1 , 反应是吸热反应,反应过程中体系的能量变化图为:1

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