9.甲醇是一种重要的有机化工原料,需求量巨大.目前我国独创的联醇工艺的核心是采用一氧化碳加氢中压合成法.主要反应如下:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g);△H=-111.0kJ/mol
另有副反应:2CO+2H2O═CO2+CH4 等;中压法操作:压力为10-15MPa,温度控制在513K-543K,所用催化剂是CuO-ZnO-Al2O3.合成甲醇的流程如图所示,

请回答:
(1)实际生产中CO不能过量,以免生成羰基铁使催化剂失去活性,而氢气过量是有益的,指出两点理由:既可以防止或减少副反应发生、又可带走反应热避免催化剂过热而中毒.
(2)采取10-15MPa压力的作用是加压有利于提高CO转化率,但也增加了能源消耗和设备强度,故宜采取经济效益较好的压力;温度控制在513K-543K的原因是此温度下催化剂活性较高,甲醇产率较大.
(3)原料气中的H2S对铜催化剂影响甚重,故必先去除之,通常用生石灰除杂,该反应的化学方程式为H2S+CaO=CaS+H2O:
(4)粗甲醇中含有二甲醚等副产物,在常压下蒸馏粗甲醇,首先获得的馏分是CH3OCH3(写结构简式);获得的甲醇又可在银催化下氧化成甲醛,该反应的化学方程式为:2CH3OH+O2 $→_{△}^{催化剂}$2HCHO+2H2O.
(5)若CO的转化率为80%,当有22.4M3(标况)CO与过量H2充分反应(不计其它副反应),可制得纯度为96%的甲醇的质量为26.67kg,同时获得热量8.88×104kJ.
5.工业上合成甲醇一般采用下列反应:CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)△H,下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):
温度/℃250310350
K/(mol•L-1-22.0410.2500.012
(1)由表中数据判断△H<0(填“>”、“=”或“<”).
(2)某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.5mol•L-1,则此时的温度为310℃.
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:
浓度mol•L-1
时间/min
C(CO)C(H2C(CH3OH)
00.81.60
20.6x0.2
40.30.60.5
60.30.60.5
①反应从2min到4min之间,H2的反应速率为0.3mol•L-1min-1
②反应达到平衡时CO的转化率为62.5%.
③反应在第2min时改变了反应条件,改变的条件可能是a(填序号).
a.使用催化剂  b.降低温度  c.增加H2的浓度
(4)常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1
(5)一种甲醇燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧化作用生成水和二氧化碳.该电池的负极反应式为:CH3OH+H2O=CO2+6H++6e-.若以上述燃料电池为电源来电解饱和食盐水,当消耗32g甲醇时,电解产生的H2体积(标况)为67.2 L.
 0  170652  170660  170666  170670  170676  170678  170682  170688  170690  170696  170702  170706  170708  170712  170718  170720  170726  170730  170732  170736  170738  170742  170744  170746  170747  170748  170750  170751  170752  170754  170756  170760  170762  170766  170768  170772  170778  170780  170786  170790  170792  170796  170802  170808  170810  170816  170820  170822  170828  170832  170838  170846  203614 

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