碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān).請(qǐng)回答下列問題:
(1)在化工生產(chǎn)過程中,少量CO的存在會(huì)引起催化劑中毒.為了防止催化劑中毒,常用SO
2將CO氧化,SO
2被還原為S.
已知:C(s)+
O
2(g)═CO(g)△H
1=-126.4kJ/mol
C(s)+O
2(g)═CO
2(g)△H
2=-393.5kJ?mol
-1S(s)+O
2(g)═SO
2(g)△H
3=-296.8kJ?mol
-1則SO
2氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g).
①CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,該反應(yīng)△H
0(填“>”或“<”).
圖2表示CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比[
]、溫度的變化關(guān)系,
曲線I、Ⅱ、Ⅲ對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K
1、K
2、K
3,則K
1、K
2、K
3的大小關(guān)系為
;測得B(X,60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則x
1=
.
②在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài).當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是
(填序號(hào)).
A.正反應(yīng)速率先增大后減小 B.逆反應(yīng)速率先增大后減小
C.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大 D.反應(yīng)物的體積百分含量增大
E.混合氣體的密度增大
③一定條件下,將2mol CO和2mol H
2置于容積為2L固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO與H
2體積之比為2:1,則平衡常數(shù)K=
.
(3)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法可以處理高濃度乙醛廢水.
原理:使用惰性電極電解,乙醛分別在陰、陽極轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸,
總反應(yīng)為:2CH
3CHO+H
2O?CH
3CHOH+CH
3CHOOH.
實(shí)驗(yàn)室中,以一定濃度的乙醛-Na
2SO
4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的處理過程,其裝置示意圖如圖所示:
①電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生無色氣體,陽極電極反應(yīng)分別為:
4OH
--4e
-═O
2↑+2H
2O;
.
②在實(shí)際工藝處理過程中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%.若在兩極區(qū)分別注入1m
3乙醛的含量為300mg/L的廢水,可得到乙醇
kg(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))