Question

煤直接燃燒的能量利用率較低，為提高其利用率，工業(yè)上將煤氣化(轉變成CO和H2)后再合成乙醇、二甲醚等多種能源。

(1)如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。該電池的負極反應式為______________________。

 

(2)煤氣化所得氣體可用于工業(yè)合成二甲醚，其反應如下：

2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)。

同時發(fā)生副反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)。

在溫度為250 ℃、壓強為3.0 MPa時，某工廠按投料比V(H2)∶V(CO) ＝a進行生產，平衡時反應體系中各組分的體積分數(shù)如下表：

物質	H2	CO	CO2	(CH3)2O	CH3OH(g)	H2O(g)
體積分數(shù)	0.54	0.045	0.18	0.18	0.015	0.03

 

①投料比a＝________；

②250℃時反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝________。

 

Answer 1

(1)CH3CH2OH＋H2O－4e－=CH3COOH＋4H＋　(2)①1.9　②72

【解析】(1)根據(jù)圖示可知負極上發(fā)生乙醇氧化為乙酸的反應。 (2)①根據(jù)碳原子守恒和氫原子守恒，可得原投料中H2和CO的物質的量之比為(0.54×2＋0.18×6＋0.015×4＋0.03×2)×∶(0.045＋0.18＋0.18×2＋0.015)＝1.14∶0.6＝1.9，即a＝1.9。②計算平衡常數(shù)時，體積分數(shù)可直接代替物質的量濃度進行計算(同一體系中氣體物質的體積分數(shù)之比等于物質的量濃度之比)，故K＝＝72。