甲醇作為燃料,在化石能源和可再生能源時(shí)期均有廣泛的應(yīng)用前景。
Ⅰ.甲醇可以替代汽油和柴油作為內(nèi)燃機(jī)燃料
(1)汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25℃、101kPa時(shí),1molC8H18(l)完全燃燒生成氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水,放出5518kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 C
8H
18(l)+
O
2(g)═8CO
2(g)+9H
2O(l)△H=-5518 kJ/mol
C
8H
18(l)+
O
2(g)═8CO
2(g)+9H
2O(l)△H=-5518 kJ/mol
。
(2)已知:25℃、101kPa時(shí),CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.5kJ/mol,則相同質(zhì)量的甲醇和辛烷分別完全燃燒時(shí),放出熱量較多的是
C8H18
C8H18
。
(3)已知:CH3OH(g)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g) ΔH=-393kJ?mol-1,該反應(yīng)相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 |
O=O |
C-O |
C≡O(shè) |
H-O |
C-H |
E/(kJ?mol-1) |
X |
343 |
1076 |
465 |
413 |
則X=
496
496
。
Ⅱ.甲醇的合成
(4)以CO
2(g)和H
2(g)為原料合成甲醇,反應(yīng)的能量變化如圖所示。
①補(bǔ)全上圖:圖中A處應(yīng)填
1 mol CO2(g)+3 mol H2(g)
1 mol CO2(g)+3 mol H2(g)
。
②該反應(yīng)需要加入銅一鋅基催化劑。加入催化劑后,該反應(yīng)的ΔH
不變
不變
(填“變大”、“變小”或“不變”)。
(5)已知:CO(g)+
O
2(g)═CO
2(g) ΔH
1=-283kJ/mol;
H
2(g)+
O
2(g)═H
2O(g) ΔH
2=-242kJ/mol;
CH
3OH(g)+
O
2(g)═CO
2(g)+2H
2O(g) ΔH
3=-676kJ/mol。
以CO(g)和H
2(g)為原料合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H
2(g)═CH
3OH(g),該反應(yīng)的ΔH=
-91
-91
kJ/mol。