5.
(2016春•长沙校级月考)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:
2CO(g)+4H
2(g)⇌CH
3CH
2OH(g)+H
2O(g)△H=-256.1kJ•mol
-1.
已知:H
2O(l)=H
2O(g)△H=+44kJ•mol
-1 CO(g)+H
2O(g)⇌CO
2(g)+H
2(g)△H=-41.2kJ•mol
-1(1)以CO
2(g)与H
2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:2CO
2(g)+6H
2(g)⇌CH
3CH
2OH(g)+3H
2O(l)△H=
.
(2)CH
4和H
2O(g)在催化剂表面发生反应CH
4+H
2O⇌CO+3H
2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是
反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH
4和1mol H
2O(g),平衡时c(CH
4)=0.5mol•L
-1,该温度下反应CH
4+H
2O⇌CO+3H
2的平衡常数K=
.
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NO
x的排放,这使NO
x的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N
2的转化率随温度变化情况如图.
①若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为
;在
=1的条件下,应控制的最佳温度在
左右.
②用C
xH
y(烃)催化还原NO
x也可消除氮氧化物的污染.写出CH
4与NO
2发生反应的化学方程式
.
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y
2O
3的ZrO
2晶体,它在高温下能传导O
2-离子.该电池负极的电极反应式为
.