甲醇是重要的化工原料,CO和CO2均可用于合成甲醇。用CO2來生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)方程式為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1
(1)已知:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H3
則CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H4=
(2)由CO合成甲醇時(shí),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示。P點(diǎn)和Q點(diǎn)的平衡常數(shù)的大小KP
大于
大于
KQ (填“大于”、“小于”或“等于”)。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此壓強(qiáng)的理由是在1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,沒必要再增加壓強(qiáng)使生產(chǎn)成本增加
在1.3×104kPa下,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,沒必要再增加壓強(qiáng)使生產(chǎn)成本增加
。
(3)一定溫度下,向2L密閉容器中加入1mol CH3OH(g),發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g),CO的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖2所示。
①反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是BD
BD
。
A.氣體是密度不變
B.氣體的壓強(qiáng)保持不變
C.υ正(CH3OH)=2υ正(H2)
D.υ正(H2)=2υ逆(CO)
②該溫度下,CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) 的平衡常數(shù)K=4
4
。
③若在t1時(shí)刻再加入1mol CH3OH(g),在t2 時(shí)刻重新達(dá)到平衡,請?jiān)趫D畫出CO的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線(不要求計(jì)算具體數(shù)值,畫出變化的趨勢和范圍即可)。
(4)以CH3OH為燃料(以KOH溶液作電解質(zhì)溶液)可制成CH3OH燃料電池。負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O