二甲醚(CH
3OCH
3)和甲醇(CH
3OH)被稱為21世紀(jì)的新型燃料.以CH
4和 H
2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如圖1.請?zhí)羁眨?br />
(1)在一定條件下,反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng):
CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)△H>0.
在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應(yīng)速率將
(填“增大”、“減小”或“不變”).將1.0mol CH
4和2.0mol H
2O通入反應(yīng)室1(假設(shè)容積為10L),1min末有 0.1molCO生成,則1min內(nèi)反應(yīng)的平均速率v(H
2)=
mol/(L?min).
(2)已知:CO的燃燒熱為283kJ/mol;
CH
3OCH
3(g)+3O
2(g)═2CO
2(g)+3H
2O(g)△H=-1323kJ/mol
2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(g)△H=-484kJ/mol
在一定條件下,反應(yīng)室2的可逆反應(yīng)除生成二甲醚外還生成了氣態(tài)水,該熱化學(xué)方程式為
.(本題涉及的條件均在同一條件下)
(3)反應(yīng)室3中在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g).
對此反應(yīng)進行如下研究:
①在壓強為0.1MPa條件下,容積為2L時,充入0.2mol CO與0.4mol H
2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇.CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖2所示.則p
1
p
2 (填“<”、“>”或“=”);在p
1壓強下,100℃時,若溫度不變,反應(yīng)CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)的平衡常數(shù)K的值為
,再加入1.0 mol CO后重新達到平衡,則CO的轉(zhuǎn)化率
(填“增大”、“不變”或“減小”),CH
3OH的體積分?jǐn)?shù)
(填“增大”、“不變”或“減小”).
②在容積為1L的密閉容器中分別充入1mol CO和 2mol H
2,實驗測得甲醇的物質(zhì)的量和溫度、時間的關(guān)系曲線如圖3所示.則該正反應(yīng)的△H
0(填“<”、“>”或“=”),判斷的理由是
.
(4)我國某科研所提供一種堿性“直接二甲醚燃料電池”.該燃料電池負極的電極反應(yīng)式為:CH
3OCH
3-12e
-+16OH
-═2CO
+11H
2O.
有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品治理含二氧化硫(體積分?jǐn)?shù)為x)廢氣的方法如下:
①將含SO
2的廢氣通入電解飽和食鹽水所得溶液中,得NaHSO
3溶液;
②將電解飽和食鹽水所得氣體反應(yīng)后制得鹽酸;
③將鹽酸加入NaHSO
3溶液中得SO
2氣體回收.
用上述堿性“直接二甲醚燃料電池”電解食鹽水來處理標(biāo)準(zhǔn)狀況下VL的廢氣,計算消耗二甲醚的質(zhì)量.
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