16.甲醇、乙醇是重要的化工原料,可以用多種方法合成。
已知:H
2的燃燒熱為-285.8kJ/mol,CH
3OH(l)的燃燒熱為-725.8kJ/mol,CH
3OH(g)═CH
3OH(l)ΔH=-37.3kJ/mol,則CO
2與H
2反應(yīng)生成甲醇蒸氣和液態(tài)水的熱化學方程式為
。
(2)若在一恒溫恒容密閉容器中充入1molCO
2和3molH
2模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng):CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g),下列能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是
。
A.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變
B.混合氣體密度不變
C.容器內(nèi)壓強恒定不變
D.反應(yīng)速率滿足以下關(guān)系:v
正(CO
2)=3v
逆(H
2)
E.CO
2、H
2、CH
3OH、H
2O物質(zhì)的量濃度之比為1:3:1:1
F.單位時間內(nèi)斷裂3N
AH-H鍵的同時形成2molH-O鍵
(3)如表所列數(shù)據(jù)是CO和H
2形成CH
3OH的反應(yīng)在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)。
溫度℃ |
250 |
300 |
350 |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的ΔH
0(填“>”“=”或“<”)。
(4)甲醇也可由CO和H
2合成,發(fā)生CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)反應(yīng),T
1℃時,在一個體積為1L的恒容容器中充入1molCO、3molH
2,經(jīng)過5min達到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為80%e,則5min內(nèi)用H
2表示的反應(yīng)速率為v(H
2)=
。此時,這個反應(yīng)的平衡常數(shù)是
,反應(yīng)溫度為
℃。
(5)甲醇燃料電池由于其結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高,對環(huán)境無污染、可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。其工作原理如圖,質(zhì)子交換膜左右兩側(cè)的溶液均為1L1.5mol/LH
2SO
4溶液。通入氣體a的電極是電池的
(填“正”或“負”)極,其電極反應(yīng)式為
。