(17分)二甲醚是一种重要的清洁燃料。合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一。（1）用CO...

(17分)二甲醚是一种重要的清洁燃料。合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一。

（1）用CO2和H2可以合成二甲醚(CH3OCH3)

（2）已知在一定温度下，以下三个反应的平衡常数为k1、k2、k3：

（3）二甲醚(CH3OCH3)燃料电池可以提升能量利用率。利用二甲醚酸性介质燃料电池电解100mL 1mo1的食盐水(惰性电极)，电解一段时间后，收集到标况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)

①二甲醚燃料电池的负极反应式为_____________。

②电解后溶液的PH=_________________________

（4）工业合成氨的反应为：mol-1

已知合成氨反应在某温度下2L的密闭绝热容器中进行，测得数据如下表：

根据表中数据计算：

①0 min～1 min内N2的平均反应速率为_________

②该条件下反应的平衡常数k=________(保留两位小数)

③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2、NH3各1mol，化学平衡向_______(填“正向”、“逆向”或“不移动”)，该反应的平衡常数k___________(填“变大”“减小”或“不变”)

（5）常温下，将0.2molHCOOH和0.1molNaOH溶液等体积混合，所得溶液的PH<7，说明HCOOH的电离程度____________HCOONa的水解程度(填“大于”或“小于”)。该溶液中[HCOOH]-[OH-]+[H+]=______mol

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二甲醚是一种重要的清洁燃料。合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一。

（1）用CO2和H2可以合成二甲醚(CH3OCH3)

已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)　　 △H1=-90.1kJ/mol

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)　 △H2=-41.1kJ/mol

2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+H2O(g)　　 △H3=-24.5kJ/mol

则反应2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g)　 △H=________。

（2）二甲醚(CH3OCH3)燃料电池可以提升能量利用率。利用二甲醚酸性介质燃料电池电解200mL饱和食盐水(惰性电极)，电解一段时间后，阴极收集到标况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)

①二甲醚燃料电池的正极反应式为_____________，负极反应式为___________。

②请写出电解食盐水的化学方程式_______________________。

③电解后溶液的pH=_________，理论上消耗二甲醚的质量为___________(保留一位小数)。

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降低大气中C02的含量及有效地开发利用CO2，已引起了全世界的普遍重视。

（1）CO2加氢合成DME（二甲醚）是解决能源危机的研究方向之一。

①2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H= -122.4kJ·mol-1

某温度下，将2.0molCO2（g）和6.0molH2（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）的物质分数变化情况如图所示，则p1______p2（填“＞”“＜”或“=”，下同）。若T1、P1，T3、P3时平衡常数分别为K1、K3，则K1______K3，T1、P1时H2的平衡转化率为____________。

②在恒容密闭容器里按体积比为1：3充入二氧化碳和氢气，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，下列能说明平衡一定向逆反应方向移动的是______（填序号）。

A. 反应物的浓度增大　　　　　　　　　　 　　 B. 混合气体的密度减小

C. 正反应速率小于逆反应速率　　　　　 　　 D. 氢气的转化率减小

（2）将一定量的CO2气体通入氢氧化钠的溶液中，向所得溶液中边滴加稀盐酸边振荡至过量，产生的气体与盐酸物质的量的关系如图（忽略气体的溶解和HCl的挥发）。请回答：通入1mol HCl时，溶液中所含溶质的化学式_____________，a点溶液中各离子浓度由大到小的关系式为___________________。

（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为mol·L-1，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为__________mol·L-1.

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降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，已引起了全世界的普遍重视

（1）CO2加氢合成DME（二甲醚）是解决能源危机的研究方向之一。

①2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)　　 △H= -122.4kJ·mol-1

某温度下，将2.0 mol CO2(g) 和6.0 mol H2(g)充入容积为2 L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) 的物质分数变化情况如图所示，则P1_______P2（填“>”“<”或“=”，下同）。若T1、P1，T3、P3时平衡常数分别为K1、K3，则K1________K3，T1、P1时H2的平衡转化率为______________。

②在恒容密闭容器里按体积比为1∶3充入二氧化碳和氢气，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，下列能说明平衡一定向逆反应方向移动的是______（填序号）。

A．反应物的浓度增大　　 B．混合气体的密度减小

C．正反应速率小于逆反应速率　　 D．氢气的转化率减小

（2）将一定量的CO2气体通入氢氧化钠的溶液中，向所得溶液中边滴加稀盐酸边振荡至过量、产生的气体与加入盐酸物质的量的关系如图（忽略气体的溶解和HCl的挥发）。请回答：当加入HCl 的物质的量为1 mol时，溶液中所含溶质的化学式__________，a点溶液中各离子浓度由大到小的关系式为____________________________________。

（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp = 2.8×10－9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若混合前Na2CO3溶液的浓度为2×10－4 mol·L－1，则生成沉淀加入CaCl2溶液的最小浓度为___________ mol·L－1。

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二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源，被誉为“21世纪的清洁燃料”。

(1)用CO和H2合成二甲醚的反应为：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)△H。

几种物质的相对能量如下：

△H=______kJ·mo1。改变下列“量”，一定会引起△H发生变化的是_____(填代号)。

A．温度　　　　　　　　　　 B．反应物浓度　　　　　 C．催化剂　　　　　　 D．化学计量数

(2)有利于提高反应中CH3OCH3产率的条件为_______(填标号)。

A．高温低压　　　　　　 B．低温高压　　　　　　 C．高温高压　　　　　　 D．低温低压

(3)采用新型催化剂(主要成分是Cu—Mn的合金)制备二甲醚。催化剂中n(Mn)／n(Cu)对合成二甲醚的影响情况如下图所示。

当n(Mn)／n(Cu)=2时，二甲醚的选择性()为85．8%，此时二甲醚的产率为_________。

(4)用二甲醚燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)转化为Cr3+。原理如下图：

①燃料电池中的负极是______(填“M”或“N”)电极。电解池阴极的电极反应式为______________________________。

②消耗6．9g二甲醚时可处理Cr的含量为26．0g·L-1的废水1L，该套装置的能量利用率为___________。(保留3位有效数字)

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（14分）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

（1）用CO₂ 和H₂ 合成CH₃OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。已知： + =  + 2 △H = －725.5 kJ·mol^－1

2H₂ (g)+O₂(g) = 2H₂O(l)  △H = －565.6 kJ·mol^－1 ，

请写出工业上用CO₂ 和H₂ 合成CH₃OH(l)的热化学方程式：________；

（2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH₃OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2－。则在该熔融电解质中，O^2－向________（ 填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：________　　 ；

（3）如图是一个电化学装置示意图。用CH₃OH－空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是 CuSO₄ 溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为________；

（4）常温下0.01 mol·L^－1 的氨水中 = 1×10^{－ 6} ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为________；将 pH = 4的盐酸溶液V₁ L与 0.01 mol·L^－1 氨水V₂ L混合，若混合溶液pH = 7，则V₁ 和V₂ 的关系为：V₁ ________ V₂ （填“>”、“<”或“=”）。

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二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用水煤气合成二甲醚，其反应为：3H2(g)＋3CO(g)  CH3OCH3(g)＋CO2(g)  ΔH<0

（1）在一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡后，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是________（填字母代号，下同）。

a．降低温度　                   b．加入催化剂

c．缩小容器体积                 d．减少CO2的浓度

（2）若反应在体积恒定的密闭容器中进行，下列能判断反应已达平衡状态的是________

a．3V正(CO2)＝V逆(CO)          b．生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2

c．气体的密度不再改变            d．混合气体的平均相对分子质量不变

（3）300℃时，在体积为2L的容器中充入4 mol H2、6 mol CO。5min时，反应恰好达平衡，此时H2的转化率为75%。

① 5min时V(CO)=_________mol/(L·min)。该温度下，此反应的平衡常数为：_______

② 保持温度不变，在以上已达反应平衡的容器中，将每种物质同时增加1mol，则此时平衡将_______移动（填“正向”、“逆向”、“不”）

（4）.下图中，甲装置为CH3OCH3、O2、KOH三者构成的燃烧电池，其电极均为Pt电极。装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO4，其电解液为稀H2SO4溶液。

① 写出甲装置中A极的电极反应式___________________________________________

② 写出乙装置中C极的电极反应式___________________________________________

③ 当有23克甲醚参加反应时，D电极的质量变化为______克。

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低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是一个重要研究方向， 既可变废为宝，又可减少碳的排放。工业上可用CO2和H2制备被誉为“21世纪的清洁燃料”二甲醚(CH3OCH3)：

如在500℃时，在密闭容器中将炼焦中的CO2转化为二甲醚，其相关反应为：

主反应I：2CO2 (g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　　 △H1

副反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 △H2

(1)已知：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　　　 △H=-90.1kJ/mol

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　　　 △H=-24.5kJ/mol

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　　 △H= -41.0kJ/mol

则主反应I的△H1=______。

(2)在一定温度下某密闭容器中按CO2和H2的浓度比为1：3投料进行反应，测得不同时间段部分物质的浓度如下表：

①10-20min 内，CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)=_______。

②根据以上数据计算主反应I的平衡常数K=______(列式，代入数据，不计算结果)。

(3)欲提高CH3OCH3产率的关键的因素是选用合适的催化剂，其原因是_______。

(4)对于反应II，温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示：下列有关说法不正确的是_______。

A.其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于Ml

B.温度低于250°C时，随温度升高甲醇的产率增大

C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大

D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化

(5)利用太阳能电池将CO2转化为乙烯、丙烯等有机化工原料，其工作原理如图所示。则a为太阳能电池的_______极，写M极上生成丙烯的电极反应式为_________。

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