二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等,市场前景极为广阔。它清洁、高效,具有优良的环保性能。 工业上制二甲醚是在一定温度(230~280 ℃)、压强(2.0~10.0 MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应。 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 ① 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 ② CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1 ③ (1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),则该反应的ΔH=__________,平衡常数表达式为____________________,在恒温、可变容积的密闭容器中进行上述反应,增大压强,二甲醚的产率会________(填升高、降低或不变)。 (2)二氧化碳是一种重要的温室气体,减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前,由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展,其化学反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH>0。 该反应在恒温、体积恒定的密闭容器中进行,下列不能作为该反应已达到化学平衡状态的判断依据的是________。 A.容器内混合气体的密度不变 B.容器内混合气体的压强保持不变 C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变 D.单位时间内消耗2 mol CO2的同时消耗1 mol二甲醚 (3)二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol-1,工业上用合成气(CO、H2)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。 A.二甲醚分子中含共价键 B.二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物 C.二甲醚与乙醇互为同系物 D.表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 455 kJ·mol-1 (4)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示:正极为________(填“A电极”或“B电极”),写出A电极的电极反应式:________________________________________。 |