二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取甲醚的原理如下：I．CO(g)+2H2(g)CH3OH(...

二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取甲醚的原理如下：

I．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

II．2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)

（1）300℃和500℃时，反应I的平衡常数分别为K1、K2，且K1＞K2，则其正反应为_______反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）在恒容密闭容器中发生反应I：

①下图能正确反映体系中甲醇体积分数随温度变化情况的曲线是______________（填“a”或“b”）。

②下列说法能表明反应已达平衡状态的是____（填标号）。

A．容器中气体的压强不再变化　　　　　　　　　 B．混合气体的密度不再变化

C．混合气体的平均相对分子质量不再变化　　 D．v正(H2)=2v正(CH3OH)

（3）500K时，在2L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，4 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3) ，则：

① 0～4 min，反应I的v(H2)=______，反应I的平衡常数K=______。

② 反应II中CH3OH的转化率α=_______。

（4）二甲醚燃料电池的工作原理如图听示，则X电极的电极反应式为_______。用该电池对铁制品镀铜，当铁制品质量增加64 g时，理论上消耗二甲醚的质量为_______g（精确到0.01）。

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二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取甲醚的原理如下：

I．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

II．2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)

（1）300℃和500℃时，反应I的平衡常数分别为K1、K2，且K1＞K2，则其正反应为_______反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）在恒容密闭容器中发生反应I：

①下图能正确反映体系中甲醇体积分数随温度变化情况的曲线是______________（填“a”或“b”）。

②下列说法能表明反应已达平衡状态的是____（填标号）。

A．容器中气体的压强不再变化　　　　　　　　　 B．混合气体的密度不再变化

C．混合气体的平均相对分子质量不再变化　　 D．v正(H2)=2v正(CH3OH)

（3）500K时，在2L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，4 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3) ，则：

① 0～4 min，反应I的v(H2)=______，反应I的平衡常数K=______。

② 反应II中CH3OH的转化率α=_______。

（4）二甲醚燃料电池的工作原理如图听示，则X电极的电极反应式为_______。用该电池对铁制品镀铜，当铁制品质量增加64 g时，理论上消耗二甲醚的质量为_______g（精确到0.01）。

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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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工业上用DME法以H2和CO为原料生产甲醚（CH3 OCH3）。其原理是在同一容器中发生如下两个连续反应：

①2H2（g） +CO（g）CH3OH（g）

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

当达到平衡时实验数据如表，下列分析正确的是

A．反应①、②均为吸热反应

B．290℃时反应②平衡常数值达到最大

C．平衡时，反应①与②中CH3OH的消耗速率一定相等

D．增大压强能增大CH3OCH3产率

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二甲醚是一种重要的化工原料，利用水煤气(CO、H2)合成二甲醚是工业上的常用方法，该方法由以下几步组成：

2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)　ΔH＝－90.0 kJ·mol－1①

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　 ΔH＝－24.5 kJ·mol－1②

CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　 ΔH＝ －41.1 kJ·mol－1③

(1)下列说法正确的是________(填字母)。

A．反应①的ΔS＜0、ΔH＜0，所以能在较低温度下自发进行

B．反应③的H2O与CO的生成速率之比为1∶1时，表示该反应已经达到平衡状态

C．反应②属于加成反应

(2)反应①合成的甲醇在工业上可以用作燃料电池，请写出甲醇燃料电池(KOH溶液)负极电极反应式：_______________，电池总反应离子方程式：___________________。

(3)当合成气中CO与H2的物质的量之比恒定时，温度、压强对CO转化率影响如图1所示，图1中A点的v(逆)________(填“＞”“＜”或“＝”)B点的v(正)，说明理由_____________________________________。

(4)一定温度下，密闭容器中发生反应③，该反应的平衡常数表达式K＝________________________；水蒸气的转化率与的关系如图2，计算该温度下反应③的平衡常数K＝______。在图2中作出一氧化碳的转化率与的曲线。_________________________

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密闭容器中，由H2和CO直接制备二甲醚(CH3OCH3)，其过程包含以下反应：

i. CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　 H1=－90.1 kJ·mol－1

ii. 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　　 H2=－24.5 kJ·mol－1

当其他条件相同时，由H2和CO直接制备二甲醚的反应中，CO平衡转化率随条件X的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是

A.由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应

B.条件X为压强

C.X增大，二甲醚的产率一定增大

D.X增大，该反应的平衡常数一定减小

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甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源。

已知①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H1=-99kJ/mol

②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2=-24kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H3=-41kJ/mol

回答下列问题：

(1)写出CO和H2反应生成CO2和CH3OCH3(g)的热化学方程式：________________。

(2)下列措施能提高反应①中CO的平衡转化率的是________(填字母)。

A.增大压强　　　　　　 B.升高温度　　　　　 C.增大H2浓度　　　　　 D.加高效催化剂

(3)在恒温恒容条件下只发生反应③，下列情况表明该反应达到平衡的是________(填字母)。

A.气体压强保持不变　　　　　　　　　　　　　　 B.气体密度保持不变

C.保持不变　　　　　　　　　　　　　　 D.浓度商保持不变

(4)在一定温度(T℃)下，向恒容密闭容器中投入一定量CH3OH气体，只发生反应②。气体混合物中CH3OCH3的物质的量分数[φ(CH3OCH3)]与反应时间(t)的有关数据如表所示。

①30min时，CH3OH的转化率α(CH3OH)________％；该温度下，上述反应的平衡常数K=________（用分数表示）。

②反应速率v=v正-v逆，其中v正=k正∙φ2(CH3OH)、v逆=k逆∙φ(CH3OCH3)∙φ(H2O)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关，φ为物质的量分数。15min时________(结果保留2位小数)

(5)在密闭容器中发生反应③，平衡常数为K，pK=-lg2K。pK温度的关系如图所示，图中曲线________（填“a”或“b”）能反映平衡常数变化趋势。

(6)在CO2处理过的饱和KHCO3溶液中，电解活化的CO2制备CH3OCH3的原理如图所示，阴极上有HCO3-生成，该电的电极反应式为________。

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（15分）二甲醚（DME）和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料，目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。

（1）由合成气制备二甲醚的主要原理如下：

已知：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

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

（2）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)，其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示：

①该反应的平衡常数表达式为　　　　 ；P1、P2、P3由大到小的顺序为　　　　 。

②若反应在P3和316℃时，起始时n(H2)/n(CO)=3，则达到平衡时，CO的转化率　　 　 50％（填“大于”、“小于”或“等于”)。

（3）由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数（K）的关系如表数据，

250℃时，将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应，反应时间与物质浓度的关系如图所示，则前10分钟内，氢气的平均反应速率为　　　　 ；若15分钟时，只改变温度一个条件，假设在20分钟时达到新平衡，氢气的转化率为33.3%，此时温度为　　　　 （从上表中选），请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。

（4）利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚，原理是：CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O，CH3HSO4+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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