Question

【題目】甲醇水蒸氣重整制氫方法是目前比較成熟的制氫方法，且具有良好的應(yīng)用前景。甲醇水蒸氣重整制氫的部分反應(yīng)過(guò)程如圖所示：

（1）已知一定條件下

反應(yīng)I：CH3OH(g)==CO(g)+2H2(g) ΔH1＝+90.7kJ/mol

反應(yīng)III：CH3OH(g)+H2O(g) =CO2(g)+3H2(g) ΔH3＝+49.5kJ/mol

該條件下反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式是___。

（2）已知反應(yīng)II在進(jìn)氣比[n(CO)：n(H2O)]不同時(shí)，在不同溫度（T1、T2）下，測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率見(jiàn)圖。

①比較T1、T2的大小，并解釋原因___。

②A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)是___。

③T1溫度時(shí)，按下表數(shù)據(jù)開始反應(yīng)建立平衡。

	CO	H2O	H2	CO2
起始濃度(mol/L)	2	1	0	0
t時(shí)刻濃度(mol/L)	1.2	0.2	0.8	0.8

反應(yīng)進(jìn)行到t時(shí)刻時(shí)，判斷v（正）、v（逆）的大小關(guān)系為：v（正）__v（逆）(填“>”“<”或“=”)。

④當(dāng)不同的進(jìn)氣比達(dá)到相同的CO平衡轉(zhuǎn)化率時(shí)，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度和進(jìn)氣比的關(guān)系是___。

（3）在經(jīng)CO2飽和處理的KHCO3電解液中，電解活化CO2可以制備乙醇，原理如圖所示。

①陰極的電極反應(yīng)式是___。

②從電解后溶液中分離出乙醇的操作方法是___。

Answer 1

【答案】H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1 T1<T2，該反應(yīng)（或者反應(yīng)II）的ΔH<0，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；圖像表明，進(jìn)氣比相同時(shí)，溫度由T1變?yōu)?/span>T2時(shí)CO轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)，可知T1<T2 1 v(正)<v（逆） 進(jìn)氣比越大，反應(yīng)溫度越低 2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O 蒸餾

【解析】

（1）由題目所給反應(yīng)過(guò)程圖可知，反應(yīng)II為H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g)，根據(jù)蓋斯定律，可知反應(yīng)II=反應(yīng)III-反應(yīng)I，則該反應(yīng)的ΔH=-41.2kJ·mol-1；

（2）①該反應(yīng)（或者反應(yīng)II）的ΔH<0，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；圖像表明，進(jìn)氣比相同時(shí)，溫度由T1變?yōu)?/span>T2時(shí)CO轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)，可知T1<T2；

②根據(jù)題目所給信息可列三段式

則反應(yīng)平衡常數(shù)K=；

③t時(shí)刻時(shí)，，所以v(正)<v（逆）；

④根據(jù)題目信息可知進(jìn)氣比越大，反應(yīng)溫度越低；

（3）①陰極2CO2放電，電極反應(yīng)式為2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O；

②電解后溶液中分離出乙醇的操作方法是蒸餾