17.甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料.
(1)CO和H2的混合气体俗称合成气,可以在一定条件下制备甲醇.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0,该反应平衡常数的表达式为$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO)×{c}^{2}({H}_{2})}$.若压强、投料比x[n(CO)/n(H2)]对该反应的影响如图1所示,则图中曲线所示的压强关系:p1< p2 (填“=”“>”或“<”).

(2)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)△H=+163.9kJ•mol-1
HCl(g)+CH3OH(g)→CH3Cl(g)+H2O(g)△H=-31.9kJ•mol-1
写出氯化铵和甲醇反应的热化学方程式NH4Cl(s)+CH3OH(g)→NH3(g)+CH3Cl(g)+H2O(g)△H=+132kJ•mol-1,该反应在一定条件下能自发进行的原因是△S>0.由图2知,HCl和CH3OH的混合气体通过催化剂时的最佳流速在20L•min-1~30L•min-1之间.流速过快,会导致氯甲烷产率下降,原因是流速过高反应物与催化剂的接触时间过短,原料利用率降低,导致产率降低.流速过慢,会使副产物二甲醚增多,其反应为2CH3OH→CH3OCH3+H2O,生产中常通入适量的水蒸气,该操作对制备CH3Cl的影响是对主副反应有抑制作用,提高CH3Cl纯度的同时,也降低了其产率.
(3)将有机污水去除氧气后加入到如图3所示的微生物电解池内,可以实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇.写出电解时阴极的电极反应式CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O.
14.生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应).
【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-两种形式存在.
②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计.
③[Fe(CN)6]3-较CN-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越稳定,越难被氧化.
【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如下对比实验:
(l) 请完成以下实验设计表(表中不要留空格)
实验
序号
实验目的初始pH废水样品体积/mLCuSO4溶液的体积/mL双氧水溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL
为以下实验操作参考760101020
废水的初始pH对破氰反应速率的影响1260101020
双氧水的浓度对破氰反应速率的影响760102010
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN-表示)随时间变化关系如图所示.
(2)实验①中20~60min时间段反应速率:υ(CN-)=0.0175mol•L-1•min-1
(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能是初始pH增大,催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀,影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)(填一点即可).在偏碱性条件下,含氰废水中的CN-最终被双氧水氧化为HCO3-,同时放出NH3,试写出该反应的离子方程式:CN-+H2O2+H2O═NH3↑+HCO3-
(4)该兴趣小组同学要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用,请你帮助他设计实验并验证上述结论,完成下表中内容.(己知:废水中的CN-浓度可用离子色谱仪测定)
实验步骤(不要写出具体操作过程) 预期实验现象和结论
 0  168276  168284  168290  168294  168300  168302  168306  168312  168314  168320  168326  168330  168332  168336  168342  168344  168350  168354  168356  168360  168362  168366  168368  168370  168371  168372  168374  168375  168376  168378  168380  168384  168386  168390  168392  168396  168402  168404  168410  168414  168416  168420  168426  168432  168434  168440  168444  168446  168452  168456  168462  168470  203614 

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