甲醇是一种很好的燃料,被称为21世纪的新型燃料.工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式

2025-04-14 09:02:49
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回答1:

(1)由①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116kJ?mol-1
②CO(g)+

1
2
O2(g)=CO2(g)△H2=-283kJ?mol-1
③H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O (g)△H3=-242kJ?mol-1
根据盖斯定律可知,②+③×2-①可得CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O (g),
则△H=(-283kJ?mol-1)+(-242kJ?mol-1)×2-(-116kJ?mol-1)=-651kJ?mol-1
即1mol甲醇燃烧生成CO2和水蒸气放出651kJ的热量,故答案为:651;
(2)①对于CO+2H2 CH3OH,为放热反应,
A.升高温度,化学平衡逆向移动,则甲醇的产率降低,故A错误;                    
B.将CH3OH(g)从体系中分离,能使反应正向移动,甲醇的产率增大,故B正确;
C.充入He,使体系总压强增大,容积不变,则反应体系中各物质的浓度不变,化学平衡不移动,产率不变,故C错误;
D.再充入1molCO和3molH2,反应物的浓度增大,反应正向移动,甲醇的产率增大,故D正确;
故答案为:BD;
 ②A.因图中横坐标为温度,纵坐标为CO的转化率,P1、P2为两种不同的压强,则实验中n(CO)/n(H2)相同,即b=1/3,为便于比较,则实验1和实验2的温度应相同,压强不同,即a=150,故答案为;150;1/3;
B.由图可知,相同温度时,P1对应的CO的转化率降低,则P1为0.1MPa,故答案为:0.1;
③100℃时,CO的转化率为0.5,则
     CO+2H2 CH3OH,
开始 a  3a             0
转化0.5a  a            0.5a
平衡0.5a  2a            0.5a
则K=
0.5a
V
0.5a
V
×
(2a)2
V2
=
V2
4a2

与CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)互为逆反应,
则化学平衡常数互为倒数,即100℃时,CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)反应的平衡常数为为
4a2
V2

故答案为:
4a2
V2

(3)由甲醇的质子交换膜型燃料电池模型图可知,负极甲醇参与反应,正极氧气参与反应,且H+能通过交换膜,
则正极反应式为3O2+12e-+12H+→6H2O,负极反应式为2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
故答案为:3O2+12e-+12H+→6H2O;2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2