20.据报道,在西藏冻土的一定深度下,发现了储量巨大的“可燃冰”,它主要是甲烷和水形成的水合物(CH4•nH2O).
(1)在常温常压下,“可燃冰”会发生分解反应,其化学方程式是CH4•nH2O=CH4↑+nH2O.
(2)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在101KPa时,1.6g CH4(g)与H2O(g)反应生成CO、H2,吸热20.64kJ.则甲烷与H2O(g)反应的热化学方程式:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1
②CH4不完全燃烧也可制得合成气:CH4(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g)+2H2(g);
△H=-35.4kJ•mol-1.则从原料选择和能源利用角度,比较方法①和②,合成甲醇的适宜方法为②(填序号);原因是选择CH4不完全燃烧,制合成气体时,放出热量,同时得到CO:H2为1:2,能恰好完全反应合成甲醇.
(3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键H-HC-OC≡OH-OC-H
E/(kJ•mol-14363431 076465413
由此计算△H1=-99kJ•mol-1,已知△H2=-58kJ•mol-1,则△H3=+41kJ•mol-1
(4)可燃冰中CH4的其它用途是,将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意图(A、B为多孔性碳棒).持续通人甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL.
①O<V≤44.8L时,电池总反应方程式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,
②44.8L<V≤89.6L时,负极电极反应为CH4-8e-+9CO32-+3H2O=10HCO3-
 0  156062  156070  156076  156080  156086  156088  156092  156098  156100  156106  156112  156116  156118  156122  156128  156130  156136  156140  156142  156146  156148  156152  156154  156156  156157  156158  156160  156161  156162  156164  156166  156170  156172  156176  156178  156182  156188  156190  156196  156200  156202  156206  156212  156218  156220  156226  156230  156232  156238  156242  156248  156256  203614 

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