【题目】甲醇CH3OH)是一种重要的化工原料,工业上有多种方法可制得甲醇成品
(一)以CO、H2和CO2制备甲醇
①CO2(g)+H2(g)
COg)+H2O(g) H1
②CO(g)+2H2 (g)
CH3OH(g) △H2
③CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) H3
(1)已知:反应①的化学平衡常数K和温度的关系如下表
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
则下列说法正确的是______
A.反应①正反应是吸热反应
B.一定体积的密闭容器中,压强不再变化时,说明反应①达到平衡状态
C.1100℃时,反应①的K可能为1.5
D.在1000℃时,[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]约为0.59
(2)比较△H2_____△H3(填“>”、“=”或“<”)
(3)现利用②和③两个反应合成CH3OH,已知CO可使反应的催化剂寿命下降若氢碳比表示为f=[n(H2)-n(CO2)]/[n(CO)+n(CO2)],则理论上f=_____时,原料气的利用率高,但生产中住往采用略高于该值的氯碳比,理由是_________________________________.
(二)以天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2Og)
CO(g)+3H2(g) H1>0
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) H2>0
在一定压强下,1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)在三种不同催化剂作用下发生反应(i),经历相同时间时,CO的物质的量(n)随温度变化的关系如图1
(1)下列说法正确的是_______
A.曲线①中n(CO)随温度变化的原因是正反应为吸热反应,升高温度,平衡向右移动
B.三种催化剂中,催化剂③的催化效果最好,所以能获得最高的产率
C.当温度低于700℃时的曲线上的点可能都没有到达平衡
D.若温度大于700℃时,CO的物质的量保持不变
(2)500℃时,反应(1)在催化剂①的作用下到10mim时达到平衡,请在图2中画出反应(1)在此状态下0至12分钟内反应体系中H2的体积分数
(H2)随时间t变化的总趋势___________________
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(三)研究表明,CO也可在酸性条件下通过电化学的方法制备甲醇,原理如图3所示。
(1)产生甲醇的电极反应式为___________________;
(2)甲醇燃料电池应用很广,其工作原理如图4,写出电池工作时的负极反应式:___________。
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