二甲醚（CH3OCH3，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解...

（16分）二甲醚（CH₃0CH₃，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的C0₂在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH₃0CH₃(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.OkJ.mol^-1、△H= -285.8 kj.mol-1。写出以CO₂、H₂合成CH₃OCH₃的热化学方程式：________。

（2）15～20%的乙醇胺．（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作C0₂吸收剂。写出吸收C0₂反应的化学方程式________。

（3） 一定条件下用C0₂和H₂合成二甲醚，反应物气流量对C0₂的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图9所示，当控制气流量为28mL.min^-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入C0₂的物质的量为________。

（4）图10为二甲醚燃料电池示意图。

①b电极为________，a电极的电极反应式为________。  该燃料电池的最大障碍是氧化反应不完全而产生________（填物质名称）而导致通入电极的气体通道堵塞。

②若以1.12 L.min^-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解500 mL2 rmol.L^-1 CuS0₄溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量（写出解题过程）。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

二甲醚（CH₃OCH₃，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO₂在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH₃OCH₃(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.0kJ·mol^-1、△H= -285.8 kJ·mol^-1。写出以CO₂、H₂合成CH₃OCH₃的热化学方程式：________；

（2）15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO₂吸收剂。写出吸收CO₂反应的化学方程式________；

（3）一定条件下用CO₂和H₂合成二甲醚，反应物气流量对CO₂的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图1所示，当控制气流量为28mL· min^-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入CO₂的物质的量为________；

图1                                       图2

（4）图2为二甲醚燃料电池示意图。

①a电极的电极反应式为________；

②若以1.12 L·min^-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解50mL2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为。

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二甲醚（CH₃OCH₃，沸点为-24.9℃）被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO₂在催化剂作用下合成二甲醚，并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下：

（1）已知：CH₃OCH₃(g)、H₂(g)的标准燃烧热分别为：△H= -1455.0kJ·mol^-1、△H= -285.8 kJ·mol^-1。写出以CO₂、H₂合成CH₃OCH₃的热化学方程式：________；

（2）15～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO₂吸收剂。写出吸收CO₂反应的化学方程式________；

（3）一定条件下用CO₂和H₂合成二甲醚，反应物气流量对CO₂的转化率、二甲醚的选择性（是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例）影响结果如图1所示，当控制气流量为28mL· min^-1时，则生成0.3mol二甲醚需要通入CO₂的物质的量为________；

图1                                       图2

（4）图2为二甲醚燃料电池示意图。

①a电极的电极反应式为________；

②若以1.12 L·min^-l（标准状况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解50mL2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，计算理论上可析出金属铜的质量为。

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二甲醚CH3OCH3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世纪的淸洁燃料“。由合成气（CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：

①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　　　　　　　 △H1 =-90.0 kJ·mol-1

②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)　　 △H2 = -20.0 kJ·mol-1

回答下列问题：

(1)反应①在_____________(填“低温”或“高温”)下易自发进行。

(2)写出由合成气(CO、H2)直接制备CH3OCH3的热化学方程式：______________。

(3)温度为500K时，在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2发生反应①、②，5min时达到平衡，平衡时CO的转化率为60%，c(CH3OCH3) = 0.2 mol·L-1，用H2表示反应①的速率是________，反应②的平衡常数K=____________。

若在500K时，测得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH)，此时反应②的v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。

(4)研究发现，在体积相同的容器中加入物质的量相同的CO和H2出发生反应①、②，在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据：

【备注】二甲醚选择性：转化的CO中生成CH3OCH3百分比

①相同温度下，选用Cu/ZnO作催化剂，该催化剂能_______ (填标号)。

A.促进平衡正向移动　　 　　 B.提高反应速率　　 　　　 C.降低反应的活化能

D.改变反应的焓变　　 　　　　　 E.提高CO的平衡转化率

②表中实验数据表明，在500K时，催化剂Cu/ZnO对CO转化成CH3OCH3的选择性有显著的影响，其原因是__________________________。

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源，它清洁、高效、具有优良的环保性能。

Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中(压强2.0～10.0 MPa，温度230～280℃)进行下列反应：

CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH＝－90.7 kJ/mol ①

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5 kJ/mol ②

CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2 kJ/mol ③

(1)甲烷氧化可制得合成气，反应如下：CH4(g)＋O2(g) CO(g)＋2H2(g) ΔH＝－35.6 kJ/mol。该反应是　　　　　 反应(填“自发”或“非自发”)。

(2)催化反应室中总反应3CO(g)＋3H2(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝　　　　　　　　 。830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中反应③的K　　　　　 1.0(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)上述反应中，可以循环使用的物质有　　　　　 。

Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是　　　　　 极。

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（14分）二甲醚（CH3OCH3）是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物，被称为21世纪的新型能源。工业制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中（压力2.0~10.0MPa，温度300℃）进行下列反应：

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）催化反应室中的总反应：3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)。

该反应的反应热△H =_________。催化反应室中采用300℃的反应温度，理由是                。

（2）已知：反应①在300℃时的化学平衡常数为0.27。该温度下将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将　　　　　　　　　 （填“正向进行”、“逆向进行”或“处于平衡状态”）。

（3）上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为                            。

（4）右图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

该电池工作时，H+向        极移动（填“正”或“负”）；a电极的电极反应式为                    。

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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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