二甲醚(CH
3OCH
3)具有優(yōu)良的燃燒性能,被稱為21世紀的“清潔能源”.一步法合成二甲醚是以合成氣(CO/H
2)為原料,在一定溫度、壓強和催化劑作用下進行,反應(yīng)器中發(fā)生了下列反應(yīng):
①CO(g)+2H
2(g )?CH
3OH(g);△H
1=90.7 kJ?mol
-1②2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g);△H
2=23.5 kJ?mol
-1③CO(g)+H
2O?(g)CO
2(g)+H
2(g);△H
3=41.2 kJ?mol
-1(1)-步法合成二甲醚的總反應(yīng)可表示為3CO(g)+3H
2(g)CH
3OCH
3(g)+CO
2(g),該反應(yīng)的AH=
-246.1kJ/mol
-246.1kJ/mol
.平衡常數(shù)表達式為
K=
c(CH3OCH3)?c(CO2) |
c3(CO)?c3(H2) |
K=
c(CH3OCH3)?c(CO2) |
c3(CO)?c3(H2) |
.
(2)另一種合成二甲醚的方法稱為“二步法”,該工藝為讓反應(yīng)①和反應(yīng)②分別在不同的反應(yīng)器中進行,無反應(yīng)③發(fā)生,而“一步法”的反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH
3OCH
3的產(chǎn)率,原因是
反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的水,使得②的平衡正向移動,從而提高了甲醚的產(chǎn)率
反應(yīng)③消耗了反應(yīng)②中的水,使得②的平衡正向移動,從而提高了甲醚的產(chǎn)率
.
(3)由CO
2加氫直接合成二甲醚可以消除過度CO
2排放對環(huán)境的影響.當在合成反應(yīng)器中加入碳氫比[n(CO
2)/n(H
2)]為1:3的混合氣體,在一定條件下反應(yīng)得到二甲醚和水蒸氣,實現(xiàn)了CO
2的減排目的.該反應(yīng)的反應(yīng)方程式為
; 判斷該反應(yīng)在一定溫度下,體積恒定的密閉容器中下列不能作為達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
A
A
A.容器的密度不變
B.容器內(nèi)壓強保持不變
C,平均摩爾質(zhì)量保持不變
D.單位時間內(nèi)消耗2mol CO
2,同時消耗1mol二甲醚
(4)以二甲醚為燃料的燃料電池工作原理如圖所示:則正極為
B
B
(填A(yù)極或B極),寫出A電極反應(yīng)式
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+
.