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H
2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+2H
2(g)
CH
3OH(g)△H
1=-116kJ?molˉ
1(1)已知:CO(g)+
O
2(g)=CO
2(g)△H
2=-283kJ?molˉ
1 H
2(g)+
O
2(g)=H
2O (g)△H
3=-242kJ?molˉ
11mol甲醇燃烧生成CO
2和水蒸气放出
651
651
kJ的热量.
(2)在压强为0.1MPa条件下,将a mol CO与 3a mol H
2的混合气体在催化剂作用下在VL容器中制备甲醇.
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
BD
BD
.
A.升高温度 B.将CH
3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H
2②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中.
实验编号 |
T(℃) |
n(CO)/n(H2) |
P(MPa) |
1 |
150 |
1/3 |
0.1 |
2 |
a |
1/3 |
5 |
3 |
350 |
b |
5 |
A.则上表中剩余的实验条件数据:a=
150
150
、b=
1/3
1/3
.
B.根据反应特点,右上图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变
化的曲线图,请指明图中的压强P
1=
0.1
0.1
MPa.
③100℃时,CH
3OH(g)
CO(g)+2H
2(g)反应的平衡常数为
(用含a、V的代数式表示).
(3)科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,而甲醇燃料电池具备甲醇燃料容易携带、容易存储等优点,目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源.右图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型.写出其电极反应式
正极:
3O2+12e-+12H+→6H2O
3O2+12e-+12H+→6H2O
负极:
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
2CH4O-12e-+2H2O→12H++2CO2
.