十九大報告提出要對環(huán)境問題進行全面、系統(tǒng)的可持續(xù)治理。綠色能源是實施可持續(xù)發(fā)展的重要途徑,利用生物乙醇來制取綠色能源氫氣的部分反應過程如圖1所示。
(1)已知:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH1=-41kJ?mol-1
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)?2CO2(g)+6H2(g)ΔH2=+174.1kJ?mol-1
反應Ⅰ的熱化學方程式為
CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ?mol-1
CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ?mol-1
。
(2)反應Ⅱ在進氣比[n(CO):n(H2O)]不同時,測得相應的CO平衡轉(zhuǎn)化率見圖2(各點對應的反應溫度可能相同,也可能不同;各點對應的其他反應條件都相同)。
①圖中A、E和G三點對應的反應溫度TA、TE、TG的關(guān)系是 TA=TE=TG
TA=TE=TG
,其原因是 KA=KE=KG=1
KA=KE=KG=1
。該溫度下,要提高CO平衡轉(zhuǎn)化率,除了改變進氣比之外,還可采取的措施是 及時移去產(chǎn)物
及時移去產(chǎn)物
。
②由圖中可知CO的平衡轉(zhuǎn)化率與進氣比、反應溫度之間的關(guān)系是 溫度相同,進氣比越大,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越??;進氣比相同,反應溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越小
溫度相同,進氣比越大,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越小;進氣比相同,反應溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越小
。
③A、B兩點對應的反應速率大?。簐A<
<
vB(填“<”、“=”或“>”)。已知反應速率v=v正-v逆=k正x(CO)x(H2O)-k逆x(CO2)x(H2),k為反應速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分數(shù),在達到平衡狀態(tài)為D點的反應過程中,當CO的轉(zhuǎn)化率剛好達到20%時,=36.0
36.0
。
(3)反應Ⅲ在飽和KHCO3電解液中,電解活化的CO2來制備乙醇,其原理如圖3所示,則陰極的電極反應式為 14CO
2+12e
-+9H
2O═CH
3CH
2OH+12
14CO
2+12e
-+9H
2O═CH
3CH
2OH+12
。【答案】CH
3CH
2OH(g)+H
2O(g)?4H
2(g)+2CO(g)ΔH=+256.1kJ?mol
-1;T
A=T
E=T
G;K
A=K
E=K
G=1;及時移去產(chǎn)物;溫度相同,進氣比越大,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越??;進氣比相同,反應溫度越高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率越??;<;36.0;14CO
2+12e
-+9H
2O═CH
3CH
2OH+12