甲醇來源豐富、價(jià)格低廉、運(yùn)輸貯存方便,有著重要的用途和應(yīng)用前景.
(1)甲醇是一種新型的汽車動力燃料.工業(yè)上可通過CO和H
2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH (g)△H=-116kJ?mol-1.
該反應(yīng)的原料CO和H2本身都可作為燃料提供動力,已知這兩種物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式為:
CO(g)+
O
2(g)=CO
2(g)△H=-283kJ?mol
-1H
2(g)+
O
2(g)=H
2O(g)△H=-242kJ?mol
-1寫出CH
3OH (g)燃燒生成CO
2(g)和H
2O(g)的熱化學(xué)方程式為:
.
(2)T℃時(shí),向VL的密閉容器中投入10mol CO與20mol H
2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:
CO (g)+2H
2(g)?CH
3OH(g).
①平衡時(shí),CO 的轉(zhuǎn)化率為50%.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
.
②如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K變大,則該反應(yīng)
.
a.一定向正反應(yīng)方向移動
b.在平衡移動時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c.一定向逆反應(yīng)方向移動
d.在平衡移動時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大
(3)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種:
①甲醇蒸汽重整法.該法中的一個(gè)主要反應(yīng)為CH
3OH(g)?CO(g)+2H
2(g),此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是
.
②甲醇部分氧化法.在一定溫度下以Ag/CeO
2-ZnO為催化劑時(shí)原料氣比例對反應(yīng)的選擇性(選擇性越大,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如圖所示.在制備H
2時(shí)最好控制
=
.
(4)以甲醇-空氣燃料電池為直流電源,以一定濃度的乙醛-Na
2SO
4溶液為電解質(zhì)溶液,用陽離子交換膜電解法模擬高濃度乙醛廢水的處理過程,其總反應(yīng)為:2CH
3CHO+H
2O
CH
3CH
2OH+CH
3COOH,電解時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為
.