甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO
2和H
2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
① 2CH
3OH(l) + 3O
2(g) = 2CO
2(g) + 4H
2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O
2(g) = 2CO
2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③ H
2O(g) = H
2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH
3OH(g)

HCHO(g)+H
2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:

①600K时,Y点甲醇的υ(逆)
(正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是____________________________。
③有同学计算得到在t
1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L
-1。你认为正确吗?请说明理由
。
(3)纳米级Cu
2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu
2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH
3OH的脱氢实验:CH
3OH(g)

HCHO(g)+H
2(g)
CH
3OH的浓度(mol·L
-1)随时间t (min)变化如下表:
序号
| 温度
| 0
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
|
①
| T1
| 0.050
| 0.0492
| 0.0486
| 0.0482
| 0.0480
| 0.0480
|
②
| T1
| 0.050
| 0.0488
| 0.0484
| 0.0480
| 0.0480
| 0.0480
|
③
| T2
| 0.10
| 0.094
| 0.090
| 0.090
| 0.090
| 0.090
|
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H
2)=
;实验温度T
1 T
2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验①
实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co
2+氧化成Co
3+,然后Co
3+将甲醇氧化成CO
2和H
+(用石墨烯吸附除去Co
2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,除去甲醇的离子方程式为
。
