I.甲醇应用于精细化工,塑料等领域,是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H
2、CO和CO
2等气体体系在催化剂条件下合成甲醇(CH
3OH)。主要反应:
①CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g) △H=-91 kJ·mol
—1②CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g) △H=-49 kJ·mol
—1副反应:2CO(g)+4H
2(g)

CH
3OCH
3(g)+H
2O(g) △H=-206 kJ·mol
—1(1)写出反应②平衡常数的表达式____________________________。
(2)工业上可利用CH
3OH(g)制备CH
3OCH
3(g),写出热化学方程式___________________。
(3)生产中H
2和CO按物质的量比为10:1投料,假设在反应容器中投入1molCO和10molH
2在某温度下反应(只考虑反应①),达到平衡后,测得甲醇的物质的量分数为5%,则CO的转化率为_____________。
(4)工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式_________________________________________________________。
Ⅱ.能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g)+2H
2(g)⇌CH
3OH(g) △H。
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):
温度
| 250℃
| 300℃
| 350℃
|
K
| 2.041
| 0.270
| 0.012
|
(1)根据表中数据可判断△H_______0 (填“>”、“=”或“<”).
(2)300℃时,将2molCO、3molH
2和2molCH
3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将____(填序号):
A.正向移动 B.逆向移动 C.处于平衡状态 D.无法判断
(3)下列能说明上述反应达到化学平衡状态的标志是__________
A.恒温恒容下,混合气体的密度不在变化
B.达平衡时,v(CO):v(H
2):v(CH
3OH)=1:2:1
C.达平衡时,CH
3OH浓度不再变化
D.单位时间内生产n molCO同时生成2n molH
2