甲醇水蒸氣重整制得的H2在催化劑作用下可去除水體中的NO3-。
（1）已知：甲醇水蒸氣重整制氫發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
反應(yīng)Ⅰ.CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）ΔH1=+49kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ.CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅲ.CH3OH（g）═CO（g）+2H2（g）ΔH3
①ΔH3=+90kJ?mol-1+90kJ?mol-1。
②上述各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示：
| 反應(yīng) | 398K | 498K | 598K | 698K | 798K |
| Ⅰ | 8.7×102 | 2.5×104 | 2.8×105 | 1.7×106 | 6.8×106 |
| Ⅱ | 6.3×10-4 | 0.7×10-3 | 0.035 | 0.11 | 0.24 |
| Ⅲ | 4.5×10-1 | 1.5×102 | 8.2×103 | 1.5×105 | 1.4×106 |
高于598K時，反應(yīng)Ⅲ化學(xué)平衡常數(shù)增加的幅度明顯快于反應(yīng)Ⅰ增加的幅度（反應(yīng)Ⅲ正向進行增加的程度明顯快于反應(yīng)Ⅰ增加的程度），從而導(dǎo)致相同量CH3OH產(chǎn)生的H2含量減少
高于598K時，反應(yīng)Ⅲ化學(xué)平衡常數(shù)增加的幅度明顯快于反應(yīng)Ⅰ增加的幅度（反應(yīng)Ⅲ正向進行增加的程度明顯快于反應(yīng)Ⅰ增加的程度），從而導(dǎo)致相同量CH3OH產(chǎn)生的H2含量減少
。（2）吸附強化：通過吸附劑移除CO2氣體可獲得高純H2。控制n（H2O）：n（CH3OH）=3：2，實驗測得甲醇轉(zhuǎn)化率隨溫度和CO2移除率（ξ）的變化如圖1所示。重整制氫時進行吸附強化的優(yōu)點是
吸附強化可以提高甲醇轉(zhuǎn)化率，在較低的溫度下獲得較高的轉(zhuǎn)化率，降低反應(yīng)能耗
吸附強化可以提高甲醇轉(zhuǎn)化率，在較低的溫度下獲得較高的轉(zhuǎn)化率，降低反應(yīng)能耗
。
（3）利用PdCu雙催化劑兩步法可實現(xiàn)H2有效去除水體中的NO3-，其反應(yīng)的機理如圖2所示。反應(yīng)過程中的NO3-、NO2-、NH4+，質(zhì)量濃度隨時間變化如圖3所示。
①寫出第二步反應(yīng)的離子方程式：
3NO2-+6H2+4H+=NH4++N2↑+4H2O
3NO2-+6H2+4H+=NH4++N2↑+4H2O
。②H2在PdCu雙催化劑作用下去除水體中NO3-，的過程可描述為
控制pH為12，NO3-被Cu（或Cu2O）還原成NO2-，（25min后）調(diào)節(jié)pH至4，H2在Pd表面被吸附解離成活性H原子，活性H原子在酸性條件下將NO2-還原成N2
控制pH為12，NO3-被Cu（或Cu2O）還原成NO2-，（25min后）調(diào)節(jié)pH至4，H2在Pd表面被吸附解離成活性H原子，活性H原子在酸性條件下將NO2-還原成N2
。【答案】+90kJ?mol-1；高于598K時，反應(yīng)Ⅲ化學(xué)平衡常數(shù)增加的幅度明顯快于反應(yīng)Ⅰ增加的幅度（反應(yīng)Ⅲ正向進行增加的程度明顯快于反應(yīng)Ⅰ增加的程度），從而導(dǎo)致相同量CH3OH產(chǎn)生的H2含量減少；吸附強化可以提高甲醇轉(zhuǎn)化率，在較低的溫度下獲得較高的轉(zhuǎn)化率，降低反應(yīng)能耗；3NO2-+6H2+4H+=NH4++N2↑+4H2O；控制pH為12，NO3-被Cu（或Cu2O）還原成NO2-，（25min后）調(diào)節(jié)pH至4，H2在Pd表面被吸附解離成活性H原子，活性H原子在酸性條件下將NO2-還原成N2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：23引用：1難度：0.5
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2．催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生以下兩個平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是（ ?。?br />①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：90引用：3難度：0.5 -
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（1）如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應(yīng)式為．
②工作一段時間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時，有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：25引用：3難度：0.5
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