Question

【题目】甲醇水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法，且具有良好的应用前景。甲醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示：

（1）已知一定条件下

反应I：CH3OH(g)==CO(g)+2H2(g) ΔH1＝+90.7kJ/mol

反应III：CH3OH(g)+H2O(g) =CO2(g)+3H2(g) ΔH3＝+49.5kJ/mol

该条件下反应II的热化学方程式是___。

（2）已知反应II在进气比[n(CO)：n(H2O)]不同时，在不同温度（T1、T2）下，测得相应的CO的平衡转化率见图。

①比较T1、T2的大小，并解释原因___。

②A点对应的化学平衡常数是___。

③T1温度时，按下表数据开始反应建立平衡。

	CO	H2O	H2	CO2
起始浓度(mol/L)	2	1	0	0
t时刻浓度(mol/L)	1.2	0.2	0.8	0.8

反应进行到t时刻时，判断v（正）、v（逆）的大小关系为：v（正）__v（逆）(填“>”“<”或“=”)。

④当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是___。

（3）在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中，电解活化CO2可以制备乙醇，原理如图所示。

①阴极的电极反应式是___。

②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是___。

Answer 1

【答案】H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1 T1<T2，该反应（或者反应II）的ΔH<0，升高温度平衡逆向移动；图像表明，进气比相同时，温度由T1变为T2时CO转化率减小，平衡逆向移动，可知T1<T2 1 v(正)<v（逆） 进气比越大，反应温度越低 2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O 蒸馏

【解析】

（1）由题目所给反应过程图可知，反应II为H2O(g)+CO(g)=H2(g)+CO2(g)，根据盖斯定律，可知反应II=反应III-反应I，则该反应的ΔH=-41.2kJ·mol-1；

（2）①该反应（或者反应II）的ΔH<0，升高温度平衡逆向移动；图像表明，进气比相同时，温度由T1变为T2时CO转化率减小，平衡逆向移动，可知T1<T2；

②根据题目所给信息可列三段式

则反应平衡常数K=；

③t时刻时，，所以v(正)<v（逆）；

④根据题目信息可知进气比越大，反应温度越低；

（3）①阴极2CO2放电，电极反应式为2CO2+12e-+12H+=CH3CH2OH+3H2O；

②电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是蒸馏