含甲醇污水的催化分解

（）2 858
（2）CH ₃ OH（1）＋O ₂ (g)===CO(g)＋2H ₂ O（1）ΔH＝－443.5 kJ/mol
（3） ③④
（4） 1-α/2
（5） CH ₃ OH+H ₂ O=CO ₂ +6H ^＋ +6e ^- O ₂ +6H ^＋ +6e ^- =3H ₂ O96.6%

❼ 科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與CO2反應生成甲醇（CH3OH），並開發出直接以甲醇為燃料

（1）由H₂（g）的燃燒熱△H為-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃燒生成₂O（l）放出熱量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）為1mol H₂（g）消耗的能量為285.8kJ，則分解5mol H₂O（l）消耗的能量為285.8kJ×5=1429kJ，
故答案為：1429；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，則
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（l）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，②-①得反應CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），則△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）CH₃OH（l）的燃燒熱△H為-726.5kJ/mol，熱化學方程式為CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-726.5kJ/mol，1mol液態水變成氣態水需吸熱44KJ，若2mol液態水變成水蒸氣時則吸熱88KJ，熱化學方程式為CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-（726.5-88）kJ/mol=-638.5kJ/mol，則1g甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和氣態水時放出的熱量為

1

32

×638.5kJ≈19.95KJ，
故答案為：19.95KJ；

❽ 科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，並開發出直接以甲醇為燃料的燃

（）由H₂（g）的燃燒熱△H為-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃燒生成1molH₂O（l）放出熱量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）為1mol H₂（g）消耗的能量為285.8kJ，則分解10mol H₂O（l）消耗的能量為285.8kJ×10=2858kJ，
故答案為：2858；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，則
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（l）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，②-①得反應CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），則△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）燃料電池的負極上是燃料甲醇發生失電子的氧化反應，電解質環境是鹼性，則電極反應為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）根據題給圖象分析可知，T₂先達到平衡則T₂＞T₁，由溫度升高反應速率增大可知T₂的反應速率大於T₁，又溫度高時平衡狀態CH₃OH的物質的量少，則說明可逆反應CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，則T₁時的平衡常數比T₂時的大，③、④正確，②中該反應在T₁時的平衡常數比T₂時的大，故②錯誤，①中按照其計算速率的方法可知反應速率的單位錯誤，應為mol?min^-1，故①錯誤，
故答案為：③④；
（5）由化學平衡的三段模式法計算可知，
CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始（mol）：1 3 0 0
轉化（mol）：a3aaa
平衡（mol）：1-a 3-3a aa
根據相同條件下氣體的壓強之比等於物質的量之比，即（1-a+3-3a+a+a）：（1+3）=

4?2a

4

；
故答案為：

4?2a

4

．

❾ 科學家利用太陽能分解水生成的H2在催化劑作用下與CO2反應生成甲醇（CH3OH），並開發出直接以甲醇為燃料的

（1）由H₂（g）的燃燒熱△H為-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃燒生成1molH₂O（l）放出熱量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）為1mol H₂（g）消耗的能量為285.8kJ，則分解10mol H₂O（l）消耗的能量為285.8kJ×10=2858kJ，
故答案為：2858；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃燒熱△H分別為-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，則
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（l）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知，②-①得反應CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），則△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）根據題給圖象分析可知，T₂先達到平衡則T₂＞T₁，由溫度升高反應速率增大可知T₂的反應速率大於T₁，又溫度高時平衡狀態CH₃OH的物質的量少，則說明可逆反應CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，則T₁時的平衡常數比T₂時的大；
A、依據圖象分析T₂先達到平衡則T₂＞T₁，由溫度升高反應速率增大可知T₂的反應速率大於T₁，又溫度高時平衡狀態CH₃OH的物質的量少，則說明可逆反應CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，故A正確；
B、正反應為放熱反應，根據題給圖象分析可知，T₂先達到平衡則T₂＞T₁，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，該反應在T₁時的平衡常數比T₂時的大，故B錯誤；
C、v（CH₃OH）=

nA 2L

tA

=

nA

2tA

mol/L?min，故C錯誤；
D、處於A點的反應體系從T₁變到T₂，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，達到平衡時，氫氣物質的量增大、甲醇的物質的量減小，故

n(H2)

n(CH3OH)

增大，故D正確；
故答案為：AD；
（4）酸性條件下，負極上燃料甲醇失電子發生氧化反應生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

❿ 甲醇可以用蒸發法處理嗎

1 物理法
1．1汽化法
汽化法根據醇類物質沸點低的物理特性，利用化肥生產中較為普遍的廢熱鍋爐為熱源，汽化廢水中的低沸點有機物，然後輸入造氣爐用於製造原料氣，達到處理廢水與回收原料的雙重目的。汽化法在國外的應用比較廣泛，在國內主要應用於化肥生產企業。湖南金信化工有限公司採用汽化法處理5 t／h的甲醇廢水，甲醇質量分數約為0．17％。調節甲醇廢水pH後，先送人夾套鍋爐進行汽化，再送人煤氣爐進行燃燒裂解，其最終產物為CO，CO：，H2等。濟南化肥廠甲醇廢水排放量為6．32×104 m3／a，甲醇廢水中主要含高級醇、烯烴和有機酸等雜質。該廠採用汽化法處理甲醇廢水，自投產以來甲醇廢水處理效果較為穩定。
汽化法在甲醇廢水處理過程中存在以下問題：(1)甲醇廢水對碳鋼材質的壓力容器腐蝕十分明顯；(2)造氣爐洗氣塔的循環水污染嚴重，文獻報道，應用該工藝後循環水COD由400 mg／L增至1 000 mg／L；(3)甲醇廢水中含有多種組分，汽化程度及效率不盡相同，因而對造氣氣體的質量有不良影響；(4)廢熱鍋爐水需定期排放，導致少量甲醇廢水進入排水管道，造成二次污染。
1．2其他物理方法
蒸餾法。酚醛樹脂生產廢水中含有質量分數為2％的甲醇，當廢水被加熱至90～95℃時，可回收81％～92％的甲醇。造紙廢水中的甲醇、生產水楊酸的甲醇一水母液也可用蒸餾汽提法回收。
吸附法。吸附法主要用於處理低濃度的甲醇廢水。將鋁酸鹽、硅酸鹽和鹼土金屬鹽溶液混合，得到m(M10)：，，z(M2 02)：m(A1203)為(0．5～10)：(O～1)：1的物質(其中M1和M2表示金屬離子)，該物質可作為甲醇的吸附劑，其吸附|生能優於活性炭。
膜蒸餾法。劉金生用中空纖維膜蒸餾組件對油田聯合站質量濃度為10 mg／mL的甲醇廢水進行處理，在甲醇廢水溫度為45℃、載液溫度為20℃、兩側流量為11．5 mL／min、膜通量約為4．5 x102 kg／(m2•h)的條件下，處理後甲醇的質量濃度可降至0．03 mg／mL以下。
2 化學法
甲醇廢水化學處理法包括濕式氧化法、空氣催化氧化法、化學氧化法和電解氧化法等。採用濕式氧化法處理甲醇廢水較為容易，質量濃度為5 000 mg／L的甲醇廢水經濕式氧化法處理後，甲醇去除率為76．8％。採用化學法處理甲醇廢水可選用的化學氧化劑有臭氧、氯系氧化劑等。用臭氧處理甲醇廢水時，中間產物是甲醛，最終產物是CO2。以A12O3一SiO2為催化劑，甲醇去除率可達85％。將高濃度甲醇廢水與次氯酸鉀溶液混合後，通過凝膠型SiO：也可得到較好的處理效果。採用電解氧化法處理尿素樹脂生產廢水，添加1 mol的氫氧化鈉，用不溶性PbO2作陽極，在電流密度為0．19～0．22 A／cm2的條件下電解3 h，廢水中的甲醇全部分解。
3 生物法
3．1好氧生物處理工藝
序批式活性污泥法(SBR)。某公司採用SBR法處理甲醇和二甲醚生產裝置的廢液。進水中甲醇的質量濃度為400 mg／L，COD為700—800 mg／L；運行周期6～7 h，截至目前廢水處理效果較好。但當原水中甲醇含量突然增大時，池內污泥活性急劇下降，泥水分離效果變差，出水混濁。另外，原水中需投加氮、磷葯劑或引人生活污水，以保證正常運行時的營養物配比。
氧化溝工藝。該工藝具有工藝流程簡單、污染物分解徹底和剩餘污泥產量少等特點，對甲醇廢水的處理效果較好，但處理裝置造價高、佔地面積大、抗沖擊負荷能力有限。
好氧流化床工藝。某化肥廠採用純氧曝氣活性污泥流化床處理甲醇廢水，進水COD為1 500-30 000 mg／L，廢水流量為7 t／h，處理後COD去除率大於65％，甲醇去除率為99％，但廢水處理費用較高。華東某化肥廠採用好氧生物流化床處理甲醇廢水，進水COD為7 030-8 0130 mg／L，處理後COD去除率大於90％，但其動力消耗較大，且出水懸浮物含量高。