Question

（12分）利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O(g)轉化為CH₄和O₂。紫外光照射時，在不同催化劑（I,II,III）作用下，CH₄產量隨光照時間的變化如圖所示。               

（1）在0-15小時內，CH₄的平均生成速率vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 從大到小的順序為        ；
反應開始后的30小時內，在第      種催化劑的作用下，收集的CH₄最多。
（2）將所得CH₄與H₂O(g)通入聚焦太陽能反應器，發生反應：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)，該反應的△H="+206" kJ?mol^-1
①在答題卡的坐標圖中，畫出反應過程中體系的能量變化圖（進行必要的標注）
②將等物質的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密閉容器，某溫度下反應達到平衡，平衡常數K=27，此時測得CO的物質的量為0.10mol，求CH₄的平衡轉化率（計算結果保留兩位有效數字）。
（3）已知CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)　H= -890kJ·mol^-1，現有甲烷和一氧化碳的混合氣體共0.75mol，完全燃燒后生成氣態二氧化碳和18g液態水，并放出515kJ熱量，請寫出一氧化碳燃燒的熱化學方程式__________________                                         。

Answer 1

（共12分）
（1）vⅡ>vⅠ>vⅢ（2分）   Ⅲ（2分）
（2）①（2分）圖略，劃出正確能量變化1分，標出反應熱1分
②設開始時通入CO和H₂(g) 的物質的量濃度分別為a
CH₄ (g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)
開始物質的量濃度（mol/L）      a     a          0      0
轉化物質的量濃度（mol/L）     0.1     0.1        0.1    0.3
平衡物質的量濃度（mol/L）   a-0.1   a-0.1       0.1   0.1       （2分）

0.1·(0.3)3 (a-0.1) 2

因為 K＝="               "    = 27，     所以得a=0.11mol/L（1分）

CO的轉化率==91%（1分）
（3）CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)   △H＝―280kJ／mol （2分）

略