乙醇是一種可燃性液體,按一定比例混合的乙醇汽油是一種新型清潔車用燃料,某科研機(jī)構(gòu)研究利用CO
2合成乙醇的方法:
(Ⅰ)2CO
2(g)+6H
2(g)?CH
3CH
2OH(g)+3H
2O(g)△H
1原料氣氫氣
(Ⅱ)CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)△H
2回答下列問題:
(1)使用乙醇汽油(汽油用戊烷代替)燃料時(shí).氣缸工作時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)較多,寫出燃燒產(chǎn)生有毒氣體CO、NO的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式:
.
(2)反應(yīng)(i)中能夠提高氫氣轉(zhuǎn)化率的措施有
.
a.增大壓強(qiáng) b.加催化劑
c.增大CO
2的濃度 d.及時(shí)分離體系中的乙醇
(3)利用CO合成乙醇是目前工業(yè)生產(chǎn)較為成熟的工藝.已知下列熱化學(xué)方程式:
(Ⅲ)CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)△H
3寫出以CO(g)與H
2(g)為原料合成乙醇的熱化學(xué)方程式:
(焓變用△H
1、△H
3表示).
(4)反應(yīng)(Ⅱ)中的甲烷和水蒸氣是在特定的催化劑表面上進(jìn)行的,該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表:
由此推知反應(yīng)(Ⅱ)的焓變△H
2
0(填“>”、“=”或“<”).某溫度下,向容積為1L的密閉容器中加入1mol甲烷和1mol水蒸氣,經(jīng)過5h反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)測得CH
4的濃度變?yōu)?.5mol?L
-1.該溫度下,反應(yīng)(Ⅱ)的平衡常數(shù)K=
,反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)氫氣的反應(yīng)速率v(H
2)=
.
(5)機(jī)動(dòng)車在改用乙醇汽油后,并不能減少氮氧化物的排放.使用合適的催化劑可使NO轉(zhuǎn)化為氮?dú),?shí)驗(yàn)測得NO轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖所示,由圖象可知,在沒有CO情況下,溫度超過775K,NO的轉(zhuǎn)化率減小,造成這種現(xiàn)象的原因可能是
;在NO和CO物質(zhì)的量之比為1:1的情況下,應(yīng)控制的最佳溫度為
左右.