生物质能是一种洁净、可再生能源.生物质气(主要成分为 CO、CO2、H2 等)与H2混合,催化合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质等,是生物质能利用的方法之一.
(1)已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值(lgK)如下表:
气化反应式 1gK700K | 900K | 1200K | |
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) | -2.64 | -0.39 | 1.58 |
C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) | -1.67 | -0.03 | 1.44 |
(2)业上合成甲醇的反应为:CO+2H2⇌CH3OH.已知:H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol.则:CH3OH(l)不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学反应方程式为___.
(3)在一定温度、压强和催化条件下,工业上用H2CO和CO合成CH3OCH3:
3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4KJ•mol-1
①在一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是___(填字母序号).
a.降低温度 b.加入催化剂 c.缩小容器体积 d.增加H2的浓度 e.增加CO的浓度
②在一体积可变的密闭容器中充入3molH2、3molCO、1molCH3OCH3、1molCO2,在一定温度和压强下发生上述反应,经一定时间达到平衡,测得平衡时混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍.反应开始时正、逆反应速率的大小:v正___v逆(填“>”“<”或“=”),平衡时CO的物质的量分数为___.
(4)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染,常温下,将amol•L-1的醋酸与bmol•L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=___(用含a和b的代数式表示,体积变化忽略不计).