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利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于有机合成是目前工业生产的重要途径.回答下列问题:(1)甲烷

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-17 14:17:54
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利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于有机合成是目前工业生产的重要途径.回答下列问题:(1)甲烷【专家解说】:(1)①H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.

【专家解说】:(1)①H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,
②CO(g)+12O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ/mol,
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol,
④H2O (g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol,
由盖斯定律可知,③+④-①×3-②得CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ/mol,
则CH4和水蒸气在高温下反应生成1mol H2的反应热为+206.1kJ/mol3=+68.7kJ/mol,故答案为:+68.7kJ/mol;
(2)由数据可知,温度越大,平衡常数越小,从平衡常数与温度的变化关系可知该反应为放热反应,温度低,甲醇的产率高,但反应速率慢,经济效益低;又因为该反应是气体体积缩小的反应,采用稍高的压强有利于提高原料气的转化率,
故答案为:从平衡常数与温度的变化关系可知该反应为放热反应,温度低,甲醇的产率高,但反应速率慢,经济效益低;又因为该反应是气体体积缩小的反应,采用稍高的压强有利于提高原料气的转化率;
(3)反应②中   C2H4 ~CO~~~~~~~H2 ~~~HOCH2CH2CHO
                 28    28               2               74
                 2t   m(CO)×80%     m(H2)×80%       m(HOCH2CH2CHO)
则m(CO)=14 t、m(H2)=1.0 t、m(HOCH2CH2CHO)=29.6t,
反应③中  HOCH2CH2CHO~H2
               74       2
                29.6t   m(H2)×80%
则m(H2)=1.0t,
反应②、③中共需CO14 t、H22.0 t,
又C+H2O 高温 .  CO+H2                        
12          28   2                             
m(C)                                                              
CH4+H2O 高温 .  CO+3H2
16            28   6
m(CH4)
得方程28m(C)12+28m(CH4)16=14t和  2m(C)12+6m(CH4)16=2.0t,
解得m(C)=3.0 t、m(CH4)=4.0t,
故答案为:需要焦炭3.0 t、甲烷4.0 t.
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