方法a:水蒸气催化重整CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g) △H1=+257kJ·mol-1△S1=+459J·mol-1·K-1△G1=+122.9kJ·mol-1
方法b:部分催化重整CH3CH2OH(g)+O2(g)3H2(g)+2CO(g) △H2△S2=+400J·mol-1·K-1△G2
已知:298K时,相关物质的相对能量如图1。
①依据图1数据,计算方法b反应的△H2=kJ·mol-1。
②已知体系自由能变化:△G=△H-T△S,△G<0时反应自发进行。请从△G的角度分析方法a、b哪个更有利?。
③在某恒温和恒压(p0)体系中,CH3CH2OH和H2O以系数比投料进行方法a制氢,若平衡时H2的产率为50%,该条件下方法a反应的平衡常数Kp=。[如H2的平衡压强p(H2)= χ(H2)×p,χ(H2)为平衡系统中H2的物质的量分数,p为平衡时总压]
方法c:CH3CH2OH(g)+2H2O(g)+O2(g)5H2(g)+2CO2(g) △H=-67kJ·mol-1
①下列有关说法正确的是。
A.方法c制氢时,充分提高廉价原料O2的浓度,一定能增加氢气产率
B.方法c与a比,相同条件下方法c能耗更低,制氢速率更快
C.乙醇制氢的三种方法中原子利用率(期望产物的总质量与生成物总质量之比)大小关系为:c>a>b
D.方法c相当于方法b与水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的优化组合水醇比对乙醇平衡转化率有较大影响
②已知:常压、800K,反应在Ni-MgO催化下,测得乙醇平衡转化率与水醇比关系如图。请在图2中画出相同条件下,添加纳米CaO强化下的乙醇平衡转化率曲线。