甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O △H=-571.6 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8 kJ·mol-1
则CH3OH(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)的反应热△H= kJ·mol-1。
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应:CH4(g)+ H2O(g)=CO(g)+3H2(g),测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②100℃时反应的平衡常数为 。
(3)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸汽重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g) CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是 。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2—ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为 ;在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)= 。