二甲醚(CH
3OCH
3)被稱為21世紀的新型燃料,在未來可能替代汽車燃油、石油液化氣、城 市煤氣等,市場前景極為廣闊。它清潔,高效,具有優(yōu)良的環(huán)保性能。 工業(yè)上制二甲醚是在一定溫度(230~ 280℃)、壓強(2.0~10.0 MPa)和催化劑作用下進行的,反應器中發(fā)生了下列反應。
CO(g)+2H
2(g)
CH
3OH(g) △H1=-90.7 kJ . mol
-1①
2CH
3OH(g)
CH
3OCH
3(g)+H
2O(g) △H2 =-23.5 kJ . mol
-1 ②
CO(g)+H
2O(g)
CO
2(g)+H
2(g) △H3=-41.2 kJ . mol
-1 ③
(1)反應器中的總反應可表示為3CO(g)+3H
2(g)
CH
3OCH
3(g)+CO
2(g),則該反應的△H ___,平衡常數表達式為___,在恒溫、可變容積的密閉容器中進行上述反應,增大壓強,二甲醚的產率會____(填升高、降低或不變)。
(2)二氧化碳是一種重要的溫室氣體,減少二氧化碳的排放是解決溫室效應的有效途徑。目前,由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大進展,其化學反應方程式為2CO
2(g)+6H
2(g)
CH
3OCH
3(g)+3H
2O(g) △H>0。 該反應在恒溫、體積恒定的密閉容器中進行,下列不能作為該反應已達到化學平衡狀態(tài)的判斷依據的是____。
A.容器內混合氣體的密度不變
B.容器內混合氣體的壓強保持不變
C.容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變
D.單位時間內消耗2 mol CO
2的同時消耗1 mol二甲醚
(3)二甲醚氣體的燃燒熱為1 455 kJ.mol
-1,工業(yè)上用合成氣(CO、H
2)直接或間接合成二甲醚。 下列有關敘述正確的是____。
A.二甲醚分子中含共價鍵
B.二甲醚作為汽車燃料不會產生污染物
C.二甲醚與乙醇互為同系物
D.表示二甲醚燃燒熱的熱化學方程式為CH
3OCH
3(g)+3O
2(g)=2CO
2(g)+3H
2O(g) △H=-1 455 kJ.mol
-1
(4)綠色電源“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖如圖所示:正極為___(填A電極或B電極),寫出A電極的電極反應式:___ 。