Ⅰ.甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料.Ⅰ.工業上一般以CO和H2為原料在密閉容器中合成甲醇:CO(g)+
作者:化工綜合網發布時間:2022-04-18分類:催化劑及助劑瀏覽:93
Ⅰ.根據該反應為放熱反應,溫度越高CO的轉化率越小,所以曲線Z為270℃,
由圖象可知當270℃時,CO的轉化率為50%,n(H2):n(CO)=1.5,則
???????????? CO(g)+2H2(g)?CH3OH (g)
起始(mol/L) 1?????? 1.5????? 0
轉化(mol/L) 0.5???? 1??????? 0.5
平衡(mol/L) 0.5???? 0.5????? 0.5
K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2) =
0.5
0.5×0.5×0.5 =4,
增大H2的用量,提高CO的轉化率,當1molCO完全轉化時,則放出90.8?kJ的熱量,但該反應為可逆反應,故增大H2的用量,上述反應的熱效應最大值接近90.8?kJ,
故答案為:270℃,4;90.8?kJ;
Ⅱ.(1)甲醇燃料電池是原電池反應,甲醇在負極失電子發生氧化反應,電極反應為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,
故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(2)工作一段時間后,斷開K,此時A、B兩極上產生的氣體體積相同,分析電極反應,B為陰極,溶液中銅離子析出,氫離子得到電子生成氫氣,設生成氣體物質的量為X,溶液中銅離子物質的量為0.1mol,電極反應為:
?? Cu2++2e-=Cu,
0.1mol? 0.2mol
2H++2e-=H2↑,
?????2x???x
A電極為陽極,溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣,電極反應為:
4OH--4e-=2H2O+O2↑,
??? 4x???????x
根據得失電子守恒得到0.2+2x=4x,
x=0.1mol
乙中A極析出的氣體是氧氣,物質的量為0.1mol,在標準狀況下的體積為2.24L,
故答案為:2.24L;
(3)根據轉移電子的物質的量和金屬陽離子的物質的量的變化,可知,銅離子從無增多,鐵離子物質的量減小,亞鐵離子增加,故①為Fe3+,②為Fe2+,③為Cu2+,
由圖可知電子轉移為0.4mol,生成Cu2+物質的量為0.2mol,陰極電極反應Fe3++e-=Fe2+,反應結束后,溶液中有Fe2+為0.5mol,Cu2+為0.2mol,所以需要加入NaOH溶液0.5×2+0.2×2=1.4mol,所以所需NaOH溶液的體積為
1.4
5 =0.28L=280mL,
故答案為:Fe2+;280.
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