二甲醚制备两种方法原理如下第一种方法：丹麦Topspe工艺的合成气一步法，是专门针对天然气...

二甲醚制备两种方法原理如下

第一种方法：丹麦Topspe工艺的合成气一步法，是专门针对天然气原料开发的一项新技术。

①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H1

第二种方法：二甲醚生产二步法，即先合成甲醇，甲醇在催化剂下制二甲醚。

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　　 △H2

③2CH3OH(g)CH3OCH3 (g)+H2O(g)　　 △H3

(1)若由合成气(CO、H2)直接制备 1molCH3OCH3(g)，且生成H2O(1)，整个过程中放出的热量为244kJ，则△H2=___________kJ·mol－1。(已知：H2O(1)=H2O(g)　 △H=+44.0 kJ/mol)

(2)下列有关反应①叙述不正确的是___________

a.达到平衡后，升高温度，ν正减少、ν逆增大，平衡逆向移动

b.当四种物质的浓度相等，反应达到化学平衡状态

c.若改变条件，反应物的转化率一定增大，正反应速率一定大于逆反应速率

d.当达到平衡时2v正(O2)=v逆(CH4)

e.向该恒容平衡体系中充入氩气，ν正、ν逆均增大，平衡向右移动

(3)有人模拟制备原理Ⅱ，绘制如图甲图像：

i说明CO的转化率随温度升高先增大后减小的原因：______________________。

ii.反应②自发进行的条件是______________________。

iii.若在350℃时的2L的密闭容器中充入2 mol CO和6molH2，8min达到平衡，c(CH3OCH3)=0.3mol·L－1，用H2表示反应②的速率是___________；可逆反应③的平衡常数K3=___________。

iv.若350℃时测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此时反应③v(正)___________ν(逆)，说明原因_________。

(4)光能储存一般是指将光能转换为电能或化学能进行储存，利用太阳光、CO2、H2O生成二甲醚的光能储存装置如图乙所示则b极的电极反应式为___________________________。

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二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5 ℃，沸点-24.9 ℃，与石油液化气（LPG）相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：

Ⅰ．由天然气催化制备二甲醚：

①2CH4（g）+O2（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）　　 ∆H1

Ⅱ．由合成气制备二甲醚：

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

③2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）　　　 ∆H3

回答下列问题：

（1）若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1；1mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如下：

则∆H1＝__________kJ·mol-1、∆H3＝__________kJ·mol-1

（2）反应①的化学平衡常数表达式为_____________。

制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n（CH4）:n（O2）＝2：1混合，能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_______________。

下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________。

a．混合气体的密度不变

b．反应容器中二甲醚的百分含量不变

c．反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

d．混合气体的压强不变

（3）有人模拟制备原理Ⅱ，在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2，8min达到平衡，平衡使CO的转化率为80%，c（CH3OCH3）=0.3mol·L-1，用H2表示反应②的速率是___________；可逆反应③的平衡常数K3=_____________。若在500K时，测得容器中n（CH3OH）=n（CH3OCH3），此时反应③v（正）_________v（逆），说明原因___________。

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二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5 ℃，沸点-24.9 ℃，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：

Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚：

①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　  △H1

Ⅱ.由合成气制备二甲醚：

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

③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) 　　 △H3

回答下列问题：

（1）若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1；1mol 液态水变为气态水要吸收44.0kJ的热量。反应③中的相关的化学健键能数据如表：

则△H1=_________kJ·mol-1　　　　 △H3=_________ kJ·mol-1

（2）反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)：n(O2)=2：1混合，能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。

a.混合气体的密度不变

b.反应容器中二甲醚的百分含量不变

c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

d.混合气体的压强不变

（3）有人模拟制备原理Ⅱ，在500 K时的2 L的密闭容器中充入2mol CO和6 molH2，8 min达到平衡，平衡使CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)=0.3 mol·L-1，用H2表示反应②的速率是__________；可逆反应③的平衡常数K3=_________。若在500K时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此时反应③v(正)___v(逆)，说明原因____________________。

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二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，与石油液化气(LPG) 相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:

I.由天然气催化制备二甲醚:

①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g) +H2O(g)　　 △H1=- 283.6 kJ/mol

II.由合成气制备二甲醚:

②CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)　　　 △H2=- 90.7 kJ/mol

③2CH3OH (g)CH3OCH3(g) +H2O(g)　　 △H3

回答下列问题:

(1) 反应③中的相关的化学键键能数据如表:

△H3=_______kJ/mol。

(2) 制备原理I中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4): n(O2) =2: 1混合，能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_______。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________。

a.混合气体的密度不变

b.反应容器中二甲醚的百分含量不变

c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

d.混合气体的压强不变

(3) 有人模拟制备原理II，在500K时的2L 的密闭容器中充入2mol CO和6mol H2，8min达到平衡，平衡时CO 的转化率为80%，c(CH3OCH3)=0.3mol/L，用H2表示反应②的速率是______；可逆反应③的平衡常数K=_______。若在500K 时，测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3)，此时反应③v ( 正)______v (逆)，说明原因________________。

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二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点，沸点，与石油液化气相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：

(I)由天然气催化制备二甲醚：①；

(II)由合成气制备二甲醚：

②；

③。

回答下列问题：

(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是和；液态水变为气态水要吸收的热量。则________。

(2)反应③的化学平衡常数表达式为________。制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按混合，图中能正确反映反应①中的平衡体积分数随温度变化的曲线是________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________填字母。

A.混合气体的密度不变

B.反应容器中二甲醚的百分含量不变

C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

D.混合气体的压强不变

(3)有人模拟制备原理Ⅱ，在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO和，此时体系总压强是。8min达到平衡，平衡时CO浓度为，，则CO的转化率为________，用平衡分压表示可逆反应③的平衡常数________分压总压物质的量分数。

(4)在500K时的2L的密闭容器中充入，发生反应③，容器的总压强为4000kPa，反应5min后达到平衡，，用单位时间甲醇的分压变化表示该反应的反应速率为________。

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二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

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

② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  　　　　　　　　 △H 2=－23.5 kJ·mol-1

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

回答下列问题:

（1）则反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝______kJ·mol-1。

（2）反应①达平衡后采取下列措施,能提高CH3OH产率的有__________。

A.加入H2  B.升高温度　　 C.增大压强 D.使用催化剂

（3）在一定温度下,将4mol CO和4mol H2混合置于2L的密闭容器中发生反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g),60s时达到平衡状态时,测得气体的总物质的量为4mol。达平衡时,氢气的转化率为__________,用CO表示的反应速率为__________,该反应的平衡常数为__________。

（4）以下说法能说明反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的有__________。

A. 氢气和二氧化碳的浓度之比为3∶1

B.单位时间内断裂3个H－H同时断裂1个C＝O

C.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变

D.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变

E.绝热体系中,体系的温度保持不变

（5）二甲醚燃料电池的工作原理如图所示：

该电池负极的电极反应式为__________。

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二甲醚（DME）被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：

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

② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H 2=－23.5 kJ·mol-1

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

回答下列问题：

（1）则反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝　　 kJ·mol-1。

（2）下列措施中，能提高CH3OCH3产率的有　　 。

A．使用过量的CO　　　　　　 B．升高温度　　　　　　　　 C．增大压强　

（3）反应③能提高CH3OCH3的产率，原因是　　 。

（4）将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：

4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　 △H，其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示，下列说法正确的是　　 。

A．△H <0　　　　

B．P1<P2<P3　

C．若在P3和316℃时，起始时n(H2)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO转化率小于50％[

（5）采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2制备二甲醚。观察图2回答问题。催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为　　 时最有利于二甲醚的合成。

（6）图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为　　 。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　 图2　　　　　　　　　　　　　　　 图3　　　　

（7）甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，

CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是　　 。

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二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  △H1=- 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

回答下列问题：

（1）则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=_____________ kJ·mol-1。

（2）在不同温度下按照相同物质的量投料发生反应①，测得CO的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是_____________。

A．反应温度： T1>T2 B．正反应速率：υ正(y)=υ正(w)

C．混合气体密度： ρ(x)>ρ(w) 　　　　　 D．混合气体平均摩尔质量：M(y)<M(z)

E．该反应的△S<0、△H<0，所以能在较低温度下自发进行

（3）采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn 的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。如图回答问题; 催化剂中约为_____________时最有利于二甲醚的合成。

（4）高温时二甲醚发生分解反应： CH3OCH3CH4+CO+H2。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中，在不同时刻t测定瓶内压强P总如下表。

①该反应的平衡常数表达式为Kp=_____________。

②该反应的平衡常数Kp=_____________。(带单位。某一物质的平衡分压=总压×物质的量分数)

（5）一种以二甲醚作为燃料的燃料电池的工作原理如图所示。则其负极的电极反应式为_______________。该电池的理论输出电压为1.20V，则其能量密度E=_____________(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW·h=3.6×106J，法拉第常数F=96500C·mol-1)。

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（14分）甲醇、二甲醚等被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚（CH3OCH3）。

（1）已知1g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为32kJ，请写出二甲醚燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________。

（2）写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 　　 __________________________________。

（3）用合成气制备二甲醚的反应原理为：2CO(g) + 4H2(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。已知一定条件下，该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO)]的变化曲线如下左图：

①a、b、c按从大到小的顺序排序为_________________，该反应的△H_______0（填“＞”、“＜”）。

②某温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是　　 　 　　 　　 ；

A. P3＞P2，T3＞T2　　　　　　 B. P1＞P3，T1＞T3 　　 C. P2＞P4，T4＞T2　　　　　　 D. P1＞P4，T2＞T3

③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是 　　　　 ；

A. 正反应速率先增大后减小　　　 B. 逆反应速率先增大后减小

C. 化学平衡常数K值减小　　　　 D. 氢气的转化率减小

④ 某温度下，将4.0molCO和8.0molH2充入容积为2L的密闭容器中，反应达到平衡时，测得二甲醚的体积分数为25%，则该温度下反应的平衡常数K＝__________。

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能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H₂），再制成甲醇、二甲醚。

（1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜

[Cu（NH₃）₂Ac]溶液（Ac=CH₃COO^－）（来吸收合成气中的一氧化碳，其反虚原理为：

[Cu（NH₃）₂Ac]（aq）+CO+NH₃[Cu（NH₃）₃]Ac•CO（aq）（△H＜0）

常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu（NH₃）₂]AC溶液的措施是；

（2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应a：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）  △H＝－49.0kJ/mol

反应b：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）  △H<0

①对于反应a，某温度下，将4.0 mol CO₂（g）和12.0 mol H₂（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，测得甲醇蒸气的体积分数为30%，则该温度下反应的平衡常数为________；

②对于反应b，某温度下，将1.0mol CO（g）和2．0 mol H₂（曲充入固定容积的密闭容器中，反应到达平衡时，改变温度和压强，平衡体系中CH₃OH的物质的量分数变化情况如图所示，温度和压强的关系判断正确的是________；（填字母代号）

A．p₃>p₂，T₃>T₂

B．p₂>p₄，T₄>T₂

C．p₁>p₃，T₁>T₃

D．p₁>p₄，T₂>T₃

（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为：

CO（g）+4H₂（g）CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）   △H<0

①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________；

A．逆反应速率先增大后减小

B．正反应速率先增大后减小

C．反应物的体积百分含量减小

D．化学平衡常数K值增大

②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式________；

③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池，下列说法正确的是________（填字母）

A．两种燃料互为同分异构体，分子式和摩尔质量相同，比能量相同

B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能量相同，比能量相同

C．两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同，比能量不同

（4）已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ，请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式________。

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