甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有广泛的开发和应用前景.以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:请填空:(
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甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有广泛的开发和应用前景.以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
请填空: (1)工业上一般采用下列两种反应成甲醇: 反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1 反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2 上述反应符合“原子经济”原则的是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”). (2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气体CO2,其化学方程式为______. (3)若利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1 ③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1 则反应:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=______kJ/mol. (4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图1所示的电池装置.则该电池正极的电极反应为:______.
(5)甲醇质子交换膜燃料电池(如图2所示)是以酸性溶液为电解质溶液,甲醇从一个电极通入,O2从另一电极通入,中间为质子交换膜,通入甲醇的一极电极反应式为:______. |
答案
(1)化合反应的原子利用率最高,为100%,故答案为:Ⅰ; (2)已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气体CO2,其化学方程式为3CO+3H2⇌CH3OCH3+CO2,故答案为:3CO+3H2⇌CH3OCH3+CO2; (3)①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.8kJ•mol-1 ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ•mol-1 ③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ•mol-1 依据盖斯定律②+③+①×2得到3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2 (g)△H=-246.4KJ/mol; 则反应热化学方程式为:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2 (g)△H=-246.4KJ/mol 故答案为:-246.4; (4)甲醇燃烧的反应原理是:正极反应一定是氧气得电子的过程,在碱性环境下,得到氢氧根离子,即O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-; (5)以酸性溶液为电解质溶液,甲醇从一个电极通入,O2从另一电极通入,中间为质子交换膜,通入甲醇的一极电极反应式为CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2, 故答案为:CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2. |
举一反三
已知:Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3(s)+10H2O(g)△H1=+532.36kJ•mol-1 Na2CO3•10H2O(s)═Na2CO3•H2O(s)+9H2O(g)△H1=+473.63kJ•mol-1 写出Na2CO3•H2O脱水反应的热化学方程式______. |
按照盖斯定律,结合下列反应方程式,回答问题.已知: (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176KJ•mol-1 (2)NH3(g)+H2O(l)=NH3•H2O(aq)△H=-35.1KJ•mol-1 (3)HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq)△H=-72.3KJ•mol-1 (4)NH3•H2O(aq)+HCl(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)△H=-52.3KJ•mol-1 (5)NH4Cl(S)+H2O(l)=NH4Cl(aq)△H=Q 则第(5)个方程式中的反应热是______KJ•mol-1. |
把煤作为燃料可通过下列两种途径: 途径Ⅰ:C(s)+O2(g)CO2(g)(放热Q1kJ) 途径Ⅱ:先制水煤气 C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)(吸热Q2kJ) 再燃烧水煤气 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)(共放热Q3kJ) 试回答下列问题: (1)判断两种途径放热:途径Ⅰ放出的热量______(填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量. (2)Q1、Q2、Q3的数学关系式是______. (3)由于制取水煤气反应里,反应物所具有的总能量______生成物所具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要______能量才能转化为生成物,因此其反应条件为______. (4)简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义:______. |
已知: (1)2Fe(s)+O2(g)=2FeO(s)△H=-544kJ•mol-1 (2)2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)△H=-1675kJ•mol-1 则2Al(s)+3FeO(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)的△H为( )A.-2491kJ•mol-1 | B.+859kJ•mol-1 | C.-1403kJ•mol-1 | D.-859kJ•mol-1 | 根据盖斯定律判断如图所示的物质转变过程中正确的是( )
A.△H1=△H2=△H3=△H4 | B.△H1+△H2=△H3+△H4 | C.△H1+△H2+△H3=△H4 | D.△H1=△H2+△H3+△H4 |
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