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能源問(wèn)題是人類(lèi)社會(huì)面臨的重大課題,甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,研究
甲醇具有重要意義。
(1)用CO合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g) CH3OH (g)
在容積為1L。的密閉容器中分別充入1molCO和2molH2,實(shí)驗(yàn) 測(cè)得甲醇的物質(zhì)的量和溫度、時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)如右圖所示。則該正反應(yīng)的△H_______0(填“<”、“>”或“=”),判斷的理由是______。
(2)利用工業(yè)廢氣中的CO2可制取甲醇,其反應(yīng)為:CO2+3H2CH3OH+H2O。
①常溫常壓下已知下列反應(yīng)的能量變化如下圖所示:
由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______。
②為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在一恒溫恒容密閉容器中,充入1molCO2 和3molH2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得CO2。
和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如右圖所示。從反應(yīng)開(kāi)始到
平衡,v(H2)=_______ ;該溫度下的平衡常數(shù)數(shù)值K=______。
能使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2))增大的措施有_______(任寫(xiě)一條)。
(3)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種。
①甲醇蒸汽重整法。主要反應(yīng)為;CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)設(shè)在容積為2.0L的密閉容器中充入0. 60 molCH3OH(g),體系壓強(qiáng)為P1,在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),體系壓強(qiáng)為P2,且P2/P1 =2.2,則該條件下CH3OH 的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____ 。
②甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催
化劑時(shí)原料氣比例對(duì)反應(yīng)的選擇性(選擇性越大,表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如右圖所示。則當(dāng)n(O2)/n(CH3OH) =0.25時(shí)。CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為_(kāi)_____ 。在制備H2:時(shí)最好控制n(O2))/n(CH3OH)=______。
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