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能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0kJ/molⅡ.CO
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能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH 4 和H 2 O为原料,通过下列反应来制备甲醇。 Ⅰ.CH 4 (g)+H 2 O(g)=CO(g)+3H 2 (g)ΔH=+206.0 kJ/mol Ⅱ.CO(g)+2H 2 (g)=CH 3 OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol (1)CH 4 (g)与H 2 O(g)反应生成CH 3 OH(g)和H 2 (g)的热化学方程式为_____。 (2)将1.0 mol CH 4 和2.0 mol H 2 O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH 4 的转化率与温度的关系如图。 ①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H 2 表示该反应的平均反应速率为________; ②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。 (3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将1.0 mol CO与2.0 mol H 2 的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的 ,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH 3 OH(g) CO(g)+2H 2 (g),此反应能自发进行的原因是:___。 (5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co 2 + 氧化成Co 3 + ,然后以Co 3 + 做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO 2 而净化。实验室用下图装置模拟上述过程: ①写出阳极电极反应式_______________; ②写出除去甲醇的离子方程式___________________。 |
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答案和解析
(1)CH 4 (g)+H 2 O(g) CH 3 OH(g)+H 2 (g)ΔH=+77.0 kJ·mol -1 (2)①0.0024 mol·L -1 ·min -1 ②7.2×10 -5 (3)CD(4)该反应是一个熵增的反应(ΔS>0)(5)①Co 2 + -e - =...
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