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甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇,代替日益供应紧张的燃油。
已知:
① CH4(g) + H2O (g) = CO (g)+3H2 (g)    △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+ 1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol-1
③ CH4(g) + 2H2O (g) =CO2(g) +4H2(g)    △H3=+165.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。    
(2)从原料选择和能源利用角度,比较方法①和②,为合成甲醇,用甲烷制合成气的适宜方法为________(填序号),其原因是__________________________。
(3)合成气中的H2可用于生产NH3,在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO,防止合成塔中的催化剂中毒,其反应是:Cu(NH3)2Ac + CO + NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO  △H<0 Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是______________。
(4)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。
① 0<V≤44.8 L时,电池总反应方程式为___________________;          
② 44.8 LV≤89.6 L时,负极电极反应为_____________;  
③ V=67.2 L时,溶液中离子浓度大小关系为__________________。
(1)CH4(g)+CO2(g) =2CO (g)+2H2(g)   △H=+247.4 kJ·mol-1
(2)②;选择CH4不完全燃烧制合成气时,放出热量,同时得到的CO、H2物质的量之比为1:2,能恰好完全反应合成甲醇
(3)低温、高压
(4)①CH4 + 2O+ 2KOH =K2CO3 + 3H2O;②CH4-8e-+ 9CO32-+3H2O=10HCO3;③c(K)>c(HCO3)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
练习册系列答案
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甲醇被称为21世纪的新型燃料,甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇,
代替日益供应紧张的燃油.
(1)已知:①CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g)△H1=+206.2kJ?mol-1
②CH4(g)+
12
O2(g)=CO(g)+2H2(g)△H2=-35.4kJ?mol-1
③CH4(g)+2H2O (g)=CO2(g)+4H2(g)△H3=+165.0kJ?mol-1
CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
 

(2)合成气中的H2可用于生产NH3,在进入合成塔前常用Cu(NH32Ac溶液来吸收其中的CO,防止合成塔中的催化剂中毒,其反应是:
Cu(NH32Ac+CO+NH3[Cu(NH33]Ac?CO△H<0,Cu(NH32Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是
 
,该反应的△S
 
0(填“>”、“=”或“<”)
(3)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2<0
①对于反应A,某温度下,将4mol CO2和12mol H2,充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO2)=0.5mol?L-1,则该温度下该反应的平衡常数
 

②对于反应B,若容器容积不变,下列措施可提高CO的转化率是
 

A.降低温度                              B.增加CO的量
C.充入He,使体系总压强增大             D.再充入1mol CO和2mol H2
(4)某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作为电极,氢氧化钾作电解质溶液.其工作时负极的电极反应式可表示为
 

(5)用上述碱性甲醇-空气燃料电池电解硫酸钠溶液(均为铂电极),标准状况下阳极得到VL的气体,计算消耗甲醇的质量为
 
g.

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