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 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO2反应生成甲醇（CH3OH），并开发出直接以甲醇为燃料

（1）由H₂（g）的燃烧热△H为-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃烧生成₂O（l）放出热量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）为1mol H₂（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解5mol H₂O（l）消耗的能量为285.8kJ×5=1429kJ，
故答案为：1429；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，则
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
由盖斯定律可知，②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），则△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）CH₃OH（l）的燃烧热△H为-726.5kJ/mol，热化学方程式为CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-726.5kJ/mol，1mol液态水变成气态水需吸热44KJ，若2mol液态水变成水蒸气时则吸热88KJ，热化学方程式为CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H=-（726.5-88）kJ/mol=-638.5kJ/mol，则1g甲醇（CH₃OH）燃烧生成CO₂和气态水时放出的热量为

1

32

×638.5kJ≈19.95KJ，
故答案为：19.95KJ；

❽ 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃

（）由H₂（g）的燃烧热△H为-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃烧生成1molH₂O（l）放出热量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）为1mol H₂（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解10mol H₂O（l）消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ，
故答案为：2858；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，则
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
由盖斯定律可知，②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），则△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）燃料电池的负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应，电解质环境是碱性，则电极反应为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）根据题给图象分析可知，T₂先达到平衡则T₂＞T₁，由温度升高反应速率增大可知T₂的反应速率大于T₁，又温度高时平衡状态CH₃OH的物质的量少，则说明可逆反应CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，则T₁时的平衡常数比T₂时的大，③、④正确，②中该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的大，故②错误，①中按照其计算速率的方法可知反应速率的单位错误，应为mol?min^-1，故①错误，
故答案为：③④；
（5）由化学平衡的三段模式法计算可知，
CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始（mol）：1 3 0 0
转化（mol）：a3aaa
平衡（mol）：1-a 3-3a aa
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，即（1-a+3-3a+a+a）：（1+3）=

4?2a

4

；
故答案为：

4?2a

4

．

❾ 科学家利用太阳能分解水生成的H2在催化剂作用下与CO2反应生成甲醇（CH3OH），并开发出直接以甲醇为燃料的

（1）由H₂（g）的燃烧热△H为-285.8kJ?mol^-1知，1molH₂（g）完全燃烧生成1molH₂O（l）放出热量285.8kJ，
即分解1mol H₂O（l）为1mol H₂（g）消耗的能量为285.8kJ，则分解10mol H₂O（l）消耗的能量为285.8kJ×10=2858kJ，
故答案为：2858；
（2）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，则
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
由盖斯定律可知，②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），则△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；
（3）根据题给图象分析可知，T₂先达到平衡则T₂＞T₁，由温度升高反应速率增大可知T₂的反应速率大于T₁，又温度高时平衡状态CH₃OH的物质的量少，则说明可逆反应CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，则T₁时的平衡常数比T₂时的大；
A、依据图象分析T₂先达到平衡则T₂＞T₁，由温度升高反应速率增大可知T₂的反应速率大于T₁，又温度高时平衡状态CH₃OH的物质的量少，则说明可逆反应CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，故A正确；
B、正反应为放热反应，根据题给图象分析可知，T₂先达到平衡则T₂＞T₁，升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的大，故B错误；
C、v（CH₃OH）=

nA 2L

tA

=

nA

2tA

mol/L?min，故C错误；
D、处于A点的反应体系从T₁变到T₂，升高温度，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，氢气物质的量增大、甲醇的物质的量减小，故

n(H2)

n(CH3OH)

增大，故D正确；
故答案为：AD；
（4）酸性条件下，负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

❿ 甲醇可以用蒸发法处理吗

1 物理法
1．1汽化法
汽化法根据醇类物质沸点低的物理特性，利用化肥生产中较为普遍的废热锅炉为热源，汽化废水中的低沸点有机物，然后输入造气炉用于制造原料气，达到处理废水与回收原料的双重目的。汽化法在国外的应用比较广泛，在国内主要应用于化肥生产企业。湖南金信化工有限公司采用汽化法处理5 t／h的甲醇废水，甲醇质量分数约为0．17％。调节甲醇废水pH后，先送人夹套锅炉进行汽化，再送人煤气炉进行燃烧裂解，其最终产物为CO，CO：，H2等。济南化肥厂甲醇废水排放量为6．32×104 m3／a，甲醇废水中主要含高级醇、烯烃和有机酸等杂质。该厂采用汽化法处理甲醇废水，自投产以来甲醇废水处理效果较为稳定。
汽化法在甲醇废水处理过程中存在以下问题：(1)甲醇废水对碳钢材质的压力容器腐蚀十分明显；(2)造气炉洗气塔的循环水污染严重，文献报道，应用该工艺后循环水COD由400 mg／L增至1 000 mg／L；(3)甲醇废水中含有多种组分，汽化程度及效率不尽相同，因而对造气气体的质量有不良影响；(4)废热锅炉水需定期排放，导致少量甲醇废水进入排水管道，造成二次污染。
1．2其他物理方法
蒸馏法。酚醛树脂生产废水中含有质量分数为2％的甲醇，当废水被加热至90～95℃时，可回收81％～92％的甲醇。造纸废水中的甲醇、生产水杨酸的甲醇一水母液也可用蒸馏汽提法回收。
吸附法。吸附法主要用于处理低浓度的甲醇废水。将铝酸盐、硅酸盐和碱土金属盐溶液混合，得到m(M10)：，，z(M2 02)：m(A1203)为(0．5～10)：(O～1)：1的物质(其中M1和M2表示金属离子)，该物质可作为甲醇的吸附剂，其吸附|生能优于活性炭。
膜蒸馏法。刘金生用中空纤维膜蒸馏组件对油田联合站质量浓度为10 mg／mL的甲醇废水进行处理，在甲醇废水温度为45℃、载液温度为20℃、两侧流量为11．5 mL／min、膜通量约为4．5 x102 kg／(m2•h)的条件下，处理后甲醇的质量浓度可降至0．03 mg／mL以下。
2 化学法
甲醇废水化学处理法包括湿式氧化法、空气催化氧化法、化学氧化法和电解氧化法等。采用湿式氧化法处理甲醇废水较为容易，质量浓度为5 000 mg／L的甲醇废水经湿式氧化法处理后，甲醇去除率为76．8％。采用化学法处理甲醇废水可选用的化学氧化剂有臭氧、氯系氧化剂等。用臭氧处理甲醇废水时，中间产物是甲醛，最终产物是CO2。以A12O3一SiO2为催化剂，甲醇去除率可达85％。将高浓度甲醇废水与次氯酸钾溶液混合后，通过凝胶型SiO：也可得到较好的处理效果。采用电解氧化法处理尿素树脂生产废水，添加1 mol的氢氧化钠，用不溶性PbO2作阳极，在电流密度为0．19～0．22 A／cm2的条件下电解3 h，废水中的甲醇全部分解。
3 生物法
3．1好氧生物处理工艺
序批式活性污泥法(SBR)。某公司采用SBR法处理甲醇和二甲醚生产装置的废液。进水中甲醇的质量浓度为400 mg／L，COD为700—800 mg／L；运行周期6～7 h，截至目前废水处理效果较好。但当原水中甲醇含量突然增大时，池内污泥活性急剧下降，泥水分离效果变差，出水混浊。另外，原水中需投加氮、磷药剂或引人生活污水，以保证正常运行时的营养物配比。
氧化沟工艺。该工艺具有工艺流程简单、污染物分解彻底和剩余污泥产量少等特点，对甲醇废水的处理效果较好，但处理装置造价高、占地面积大、抗冲击负荷能力有限。
好氧流化床工艺。某化肥厂采用纯氧曝气活性污泥流化床处理甲醇废水，进水COD为1 500-30 000 mg／L，废水流量为7 t／h，处理后COD去除率大于65％，甲醇去除率为99％，但废水处理费用较高。华东某化肥厂采用好氧生物流化床处理甲醇废水，进水COD为7 030-8 0130 mg／L，处理后COD去除率大于90％，但其动力消耗较大，且出水悬浮物含量高。