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。
严格意义上甲醇和乙醇都是可再生能源,甲醇不多说了,材料题经常见。乙醇是因为燃烧后是二氧化碳和水,经光合作用吸收,作物成熟后粮食可以酿酒的,不过要当燃料用自然不用那么麻烦,现在已经有添加酒精的油了,毕竟能源短缺嘛,不过因为酒精的热值小,所以不能用乙醇直接作燃料,只能添加
甲醇的生产,主要是合成法,尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为:
H2 + CO → CH3OH
合成甲醇可以固体(如煤、焦炭)液体(如原油、重油、轻油)或气体(如天然气及其他可燃性气体)为原料,经造气净化(脱硫)变换,除去二氧化碳,配制成一定的合成气(一氧化碳和氢)。在不同的催化剂存在下,选用不同的工艺条件。单产甲醇(分高压法低压和中压法),或与合成氨联产甲醇(联醇法)。将合成后的粗甲醇,经预精馏脱除甲醚,精馏而得成品甲醇。
(1)①I;② ;<;③80%;250℃ (2)-192. 8 (3)负;O 2 +4H + +4e - =2H 2 O |
可再生能源(英语:Renewable Energy)是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。
以上,生物法乙醇或甲醇可以作为可再生能源。
故答案为:b;放热;
(2)A.CO的起始浓度为1moL/L,体积为2L,则起始充入的CO为2mol,故a错误;
B.增加CO浓度,平衡向正方向移动,H2的转化率增大,故b正确;
C.由于反应前后气体的体积不等,则容器中压强恒定时,反应已达到平衡状态,故c正确;
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1mol CO和2mol H2,相当于在原来的基础上缩小体积,压强增大,平衡向正反应方向移动,则平衡时
n(CH3OH) |
n(CO) |
故答案为:bcd;
(3)从反应开始到建立平衡,v(CO)=
1mol/L?0.25mol/L |
10min |
则v(H2)=2v(CO)=0.15moL/(L?min),
平衡时:c(CO)=0.25mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,
则消耗n(CO)=0.75mol/L×2L=1.5mol,消耗的n(H2)=3mol,
平衡时c(H2)=
4mol?3mol |
2L |
k=
0.75 |
0.25×0.52 |
故答案为:0.15moL/(L?min);12;
(4)增大压强,平衡向正反应方向移动,则甲醇的百分含量增大,温度升高,平衡向逆反应方向移动,甲醇的百分含量降低,则图象可为,
故答案为:.
3、依据燃烧热概念分析可知热化学方程式符合燃烧热的概念,故3正确;
C、反应生成的水为水蒸气,不是稳定的氧化物,故C错误;
D、热化学方程式是表示2m我l甲醇燃烧放热的热化学方程式,不符合燃烧热的概念,故D错误;
故选:3.
故选:A;
(2)依据图1写出反应的热化学方程式:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-91KJ/mol,
依据图2可知反应达到平衡时生成乙醇1.5mol,反应热为:-91KJ/mol×1.5mol=-136.5KJ/mol,放出热量136.5KJ;
由图2可知,反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,10min时达到平衡,
所以V(CO)=
0.75mol/L |
10min |
依据方程式:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
开始 1mol/L 2mol/L 0
转化 0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L
平衡 0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L
所以该反应的化学平衡常数K=
0.75mol/L |
0.25mol/L×(0.5mol/L)2 |
故答案为:0.15mol?L-1?min-1;136.5;12 (L2?mol-2);
(3)达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×2L=1.6mol,
所以CO的转化率为
1.6mol |
2.0mol |
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始:1mol/L 3mol/L 0
转化:0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡:0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
则K′=
0.8mol/L |
0.2mol/L×(1.4mol/L)2 |
反应为放热反应,K>K′,温度升高平衡向逆向移动,所以T2>T1;
故答案为:80%;>;
(4)由表中数据可知,10min时氢气的浓度为0.2mol/L、CO的浓度为0.1mol/L、甲醇的浓度为0.4mol/L,则此时的浓度商Qc=
0.4 |
0.22×0.1 |
生产过程中,合成气要进行循环,提高原料的利用率;
故答案为:>;提高原料利用率;
(5)2CH3OH+3O2?2CO2+4H2O为放热反应,升高温度平衡向逆向移动,该反应的平衡常数K将减小,不利用电池将化学能转化为电能;
依据氢离子移向可知b电极为正极,a电极为负极,负极发生氧化反应,甲醇在b极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为:CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+;
故答案为:减小;不利;a;CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+.
(1) ① I ② < ③ 0.6 (2)442.8 KJ (3)CH 3 OH+8OH - -6e - = CO 3 2- +6H 2 O0.3N A 负极 |
试题分析:(1)原子经济就是反应物的原子全部转化为生成物。选择反应I的化合反应。由图可知:T 2 >T 1 。升高温度甲醇的物质的量减少,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理:升高温度化学平衡向吸热反应方向移动。即逆反应方向是吸热反应,所以正反应是放热反应。故△H 2 <0.③反应开始时C(CO 2 )="1mol/L," C(H 2 )=3mol/L由于达到平衡后,测得c(CO 2 )= 0.2 mol/L,CO 2 改变浓度是0.8mol/L,所以H 2 改变浓度为2.4mol/L. H 2 平衡浓度为0.6mol/L.产生的甲醇、水蒸汽的浓度都是0.8mol/L.平衡时总浓度是2.4mol/L,而开始时总浓度是4mol/L。所以这时的压强是开始的2.4mol/L÷4mol/L=0.6倍。(2)①-②+③×4得:2CH 3 OH(l) + 2O 2 (g) =" 2CO" (g) + 4H 2 O(l) ΔH =-1275.6 kJ/molΔH =-885.6 kJ/mol。所以产生1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8 KJ.(3)甲醇燃料电池的负极是通入甲醇的电极,电极反应为CH 3 OH+8OH - -6e - = CO 3 2- +6H 2 O。每摩尔的甲醇反应转移电子9摩尔。消耗甲醇1.6克时,n(CH 3 OH)=1.6g÷32g/mol=0.05mol,所以转移电子0.3 N A 。 ③若以此燃料电池为铅蓄电池充电,则应将图中右侧电极连接蓄电池的负极。 |
甲醇的优点是燃烧彻底、挥发性低,所排放的碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳等有害气体少