17.二氧化碳轉(zhuǎn)化甲醇技術(shù)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn),假設(shè)該過(guò)程僅發(fā)生如下3個(gè)反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ.CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)K
1 ΔH
1反應(yīng)Ⅱ.2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)K
2 ΔH
2反應(yīng)Ⅲ.2CO
2(g)+6H
2(g)?CH
3OCH
3(g)+3H
2O(g)K
3 ΔH
3(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系都符合:lnK=A+
(A、B都為常數(shù),且都大于零),則|ΔH
2|
|ΔH
3|(填“>”、“<”或“=)。
(2)在體積為1L的剛性容器中,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,投料比
=3,反應(yīng)一段時(shí)間后,在無(wú)分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜(能選擇性分離出H
2O)時(shí)甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。
①下列說(shuō)法能作為反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)的判據(jù)是
(填字母)。
A.氣體密度不再變化
B.CO
2的體積分?jǐn)?shù)不再變化
C.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
D.CO
2、H
2的物質(zhì)的量之比為1:3
②有分子篩時(shí),P點(diǎn)之前甲醇的產(chǎn)率隨溫度升高而升高的原因是
。
③210℃下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),該容器中未通過(guò)膜的H
2O分子占反應(yīng)生成的H
2O分子的百分比為
(用a表示)。
(3)CH
3OH(g)在γ-Al
2O
3固體表面發(fā)生反應(yīng)Ⅱ要經(jīng)歷:吸附→表面反應(yīng)→脫附三個(gè)階段,其機(jī)理如圖所示。
①發(fā)生脫附的是歷程
(填數(shù)字)。
②已知?dú)v程5的化學(xué)方程式為:HO
*+H
*→H
2O
*(用*標(biāo)注吸附的原子),寫出歷程3的化學(xué)方程式:
。
(4)甲醇可作為燃料電池的燃料。
①某甲醇燃料電池的部分結(jié)構(gòu)如圖所示,該電池的負(fù)極反應(yīng)式為
。
②已知?dú)錃夂图状嫉臒嶂捣謩e為143kJ/g和23kJ/g,與車載氫氣供能模式相比,車載甲醇供能模式的優(yōu)勢(shì)是
。(已知燃料的能量密度單位為:kJ/m
3)