(2012?泰州二模)乙醇汽油是被廣泛使用的新型清潔燃料,工業(yè)生產(chǎn)乙醇的一種反應(yīng)原理為:
2CO(g)+4H
2(g)?CH
3CH
2OH(g)+H
2O(g)△H=-256.1kJ?mol
-1.
已知:H
2O(l)=H
2O(g)△H=+44kJ?mol
-1CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)△H=-41.2kJ?mol
-1(1)以CO
2(g)與H
2(g)為原料也可合成乙醇,其熱化學(xué)方程式如下:
2CO
2(g)+6H
2(g)?CH
3CH
2OH(g)+3H
2O(l)△H=
-305.7 kJ?mol-1
-305.7 kJ?mol-1
.
(2)CH
4和H
2O(g)在催化劑表面發(fā)生反應(yīng)CH
4+H
2O?CO+3H
2,該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃ |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
平衡常數(shù) |
0.45 |
1.92 |
276.5 |
1771.5 |
①該反應(yīng)是
吸熱
吸熱
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”);
②T℃時,向1L密閉容器中投入1molCH
4和1mol H
2O(g),平衡時c(CH
4)=0.5mol?L
-1,該溫度下反應(yīng)CH
4+H
2O?CO+3H
2的平衡常數(shù)K=
6.75
6.75
.
(3)汽車使用乙醇汽油并不能減少NO
x的排放,這使NO
x的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題.某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑,測得NO轉(zhuǎn)化為N
2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如下圖.
①若不使用CO,溫度超過775℃,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因為
該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進行
該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)更有利于向逆反應(yīng)方向進行
;在
=1的條件下,應(yīng)控制的最佳溫度在
870℃
870℃
左右.
②用C
xH
y(烴)催化還原NO
x也可消除氮氧化物的污染.寫出CH
4與NO
2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O
CH4+2NO2→CO2+N2+2H2O
.
(4)乙醇-空氣燃料電池中使用的電解質(zhì)是攙雜了Y
2O
3的ZrO
2晶體,它在高溫下能傳導(dǎo)O
2-離子.該電池負極的電極反應(yīng)式為
CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O
CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O
.