Question

二甲醚（CH3OCH3）是一種清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能的可燃物，被稱為21世紀的新型能。工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下：

催化反應室中（壓力2.0~10.0MPa，溫度300℃）進行下列反應：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)           △H 1= - 90.7 kJ·mol－1

②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)    △H2 = - 23.5 kJ·mol－1

③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)          △H3 = - 41.2 kJ·mol－1

（1）催化反應室中的總反應：3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)。

該反應的反應熱△H =_________。催化反應室中采用300℃的反應溫度，理由是               。

（2）已知：反應①在300℃時的化學平衡常數(shù)為0.27。該溫度下將2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容積為2 L的密閉容器中，此時反應將  （填“正向進行”、“逆向進行”或“處于平衡狀態(tài)”）。

（3）上述流程中二甲醚精制的實驗操作名稱為                           。

（4）右圖為綠色電“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。

該電池工作時，H+向      極移動（填“正”或“負”）；a電極的電極反應式為                  。

Answer 1

【答案】（1）-246.1KJ/mol，提高化學反應速率；（2）逆向進行；

（3）蒸餾；（4）正，CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+

【解析】

試題分析：（1）①×2＋②＋③，整理可得3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=2△H 1＋△H2 ＋△H3 =-246.1KJ/mol；由于該反應的正反應是放熱反應，所以若要采用很高的溫度，反應物的轉(zhuǎn)化率 降低，之所以在催化反應室中采用300℃的反應溫度，是為了提高化學反應速率，縮短達到平衡所需要的時間；（2）各種物質(zhì)的濃度分別是：c(CO)=1mol/L； c(H2)=1.5mol/L; c(CH3OH)=1mol/L.由于Q=,所以此時反應將逆向進行；（3）在上述反應過程中制取的物質(zhì)中除了含有二甲醚外，還含有甲醇、CO、CO2、水蒸氣，所以制取流程中二甲醚精制的實驗操作名稱為蒸餾；（4）在綠色電“二甲醚燃料電池”工作時，H+向負電荷較多的正極極移動；負極a電極的電極反應式為CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+。

考點：考查蓋斯定律的應用、反應熱效應的判斷、化學反應進行的方向的判斷、混合物的分離方法、燃料電池 的電極反應式的書寫的知識。