20.乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得,属于可再生资源,由乙醇制取氢气具有良好的应用前景。已知由乙醇制取氢气可有如下两条路线:
①水蒸气催化重整:
CH3CH2OH(g)+H2O(g)===4H2(g)+2CO(g);ΔH=+255.58 kJ·mol-1
②部分催化氧化:
CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)===3H2(g)+2CO(g);ΔH=+13.76kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是__________。(填字母)
A.从原料消耗的角度来看,路线①制氢更有价值
B.从能量消耗的角度来看,路线①制氢更加有利
C.由于路线②制氢要消耗很多能量,故在实际生产中意义不大
D.路线①和路线②均使用催化剂,是为了降低反应所需的能量
(2)在体积为1 L的密闭容器中充入2 mol CO和4
mol H2,一定条件下发生反应:
4H2(g)+2CO(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g);ΔH=-255.58 kJ·mol-1欲使n(CH3CH2OH)/n(CO)增大,应采取措施是__________________。(答两项即可)
(3)若用0.81 t淀粉为原料,理论上可制得质量分数为92%的乙醇溶液__________t。
(4)若用乙醇得到的合成气(CO、H2的混合气)来合成一种生物汽油。乙醇按路线①和路线②的反应各占50%,合成气合成生物汽油的反应为:
2mCO+2(2m+n)H2→2CmHn+2mH2O
假定这种生物汽油中含有X、Y两种成分,且X、Y都是含8个碳原子的烃,X是苯的同系物,Y是烷烃。1
t质量分数为92%的乙醇经上述转化(假定各步转化率均为100%),最终可得到X的质量为多少吨?
[解析] 1
t 92%的乙醇溶液中含乙醇为2.0×104
mol,按①、②反应的乙醇的量均为1.0×104
mol。
依①、②得n(CO,总)=4.0×104
mol,n(H2,总)=7.0×104
mol
依题意和原子守恒可得,生成汽油的总量为5.0×103
mol
进一步可得n(C8H10)?n(C8H18)=3∶1则C8H10的物质的量为3.75×103
mol,质量为0.3975
t
[答案] (1)AD
(2)将H2O(g)从体系中分离出来(或充入H2或降低温度或增大压强等)