甲醇为什么是可再生能源?
虽然化石燃料是不可再生资源,但甲醇是可以通过工业条件人工合成的。不可再生能源是指可以从自然界直接获取的能源。重点字是直接,所以不能因为化石能源为不可再生能源,就判断生成的甲醇就为不可再生的。
(1)①图表分析判断,平衡常数随温度升高减小,平衡逆向进行,正反应是放热反应,△H<0; 故答案为:<; ②某温度下,将2mol CO和6mol H 2 充入2L密闭容器中充分反应,4分钟后反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.4mol,依据化学平衡三段式列式计算; CO(g)+2H 2 (g)?CH 3 OH(g) 起始量(mol) 2 6 0 变化量(mol)1.63.2 1.6 平衡量(mol) 0.42.8 1.6 CO的反应速率=
平衡状态气体压强和起始压强之比等于气体物质的量之比P(平衡):P(起始)=(0.4+2.8+1.6):(2+6)=4.8:8=0.6; 故答案为:0.2mol/(L?min),0.6; (2)CO 2 (g)+3H 2 (g)?CH 3 OH(g)+H 2 O(g),反应的平衡常数K=
为了加快反应Ⅱ的反应速率,并且提高H 2 的转化率; a.增大CO 2 的浓度,增大氢气的转化率,平衡正向进行,反应速率加快,故a符合; b.增大H 2 的浓度,平衡正向进行,反应速率增大,氢气的转化率减小,故b不符合; c.增大压强,反应速率增大,平衡正向进行,氢气转化率增大,故c符合; d.加入催化剂改变化学反应速率不改变化学平衡,氢气转化率不变,故d不符合; 故答案为:K=
(3)反应Ⅰ:CO(g)+2H 2 (g)?CH 3 OH(g)△H 1 反应Ⅱ:CO 2 (g)+3H 2 (g)?CH 3 OH(g)+H 2 O(g)△H 2 依据盖斯定律反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO(g)+H 2 O(g)=CO 2 (g)+H 2 (g)△H=△H 1 -△H 2 ; 图表中数据保持氢气初始浓度不变,一氧化碳浓度增大一倍,达到平衡所需时间缩短4分钟,所以分析判断n=4min; 故答案为:CO(g)+H 2 O(g)=CO 2 (g)+H 2 (g)△H=△H 1 -△H 2 、4; (4)甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池,燃料电池中燃料在原电池负极发生氧化反应,甲醇失电子在碱溶液中生成碳酸钾,该电池中甲醇发生反应的一极为负极,电极反应为:CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O; 故答案为:负,CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O; (5)用该电池作电源,用惰性电极电解饱和NaCl溶液时,CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O,每消耗0.2mol CH 3 OH,转移电子1.2mol,阴极电极反应为2H + +2e - =H 2 ↑,产生标况下气体的体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L; 故答案为:13.44. |
(1)d (2)①<;②>;③b (3)①O 2 +4e - +4H + =2H 2 O;②1.2 (4)Al-3e - =Al 3+ ;Al 3+ +3HCO 3 - =Al(OH) 3 ↓+3CO 2 ↑ |
c(CH3OH) |
c(CO)?c2(H2) |
c(CH3OH) |
c(CO).c2(H2) |
(2)根据“先拐先平数值大”知T2>T1,升高温度CO的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,△H<0,故答案为:<;
②A.升高温度,平衡向逆反应方向移动,则减少甲醇产率,故错误;
B.将CH3OH(g)从体系中分离,平衡向正反应方向移动,则增加甲醇产率,故正确;
C.使用合适的催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,所以不能甲醇产率不变,故错误;
D.充入He,使体系总压强增大,但反应物、生成物浓度不变,则平衡不移动,甲醇的产率不变,故错误;
故选B;
(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-c kJ?mol-1
将方程式
①?②+4③ |
2 |
b?a?4c |
2 |
故答案为:
b?a?4c |
2 |