二甲醚（CH3OCH3）具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”．一步法合成二甲醚...

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二甲醚(CH₃OCH₃)被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能；二甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455 kJ/mol；工业上用合成气(CO、H₂)直接或间接制取二甲醚。下列叙述正确的是

A.二甲醚分子中只含有极性键

B.二甲醚为不可再生能源

C.以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式为：CH₃OCH₃ - 12e^- + 12OH^- = 2CO₂ + 8H₂O

D.二甲醚燃烧的热化学方程式表示为：CH₃OCH₃(g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 3H₂O(g)；△H = - 1455 kJ/mol

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二甲醚(CH₃OCH₃)被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能；二甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455 kJ/mol；工业上用合成气(CO、H₂)直接或间接制取二甲醚。下列叙述正确的是

A.二甲醚分子中只含有极性键         B.二甲醚为不可再生能源

C.以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式为：CH₃OCH₃ - 12e^- + 12OH^- = 2CO₂ + 8H₂O

D.二甲醚燃烧的热化学方程式表示为：CH₃OCH₃(g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 3H₂O(g)；△H = - 1455 kJ/mol

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甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455 kJ／mol，甲醚可作燃料电池的燃料。工业上用合成气（CO、H₂）直接或间接制取甲醚。

（1）写出甲醚燃烧的热化学方程式________。

（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极

可构成燃料电池。该电池的负极反应式为________

________；

从能量角度分析甲醚用作燃料电池与直接燃烧相比

主要的优点是________。

（4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解

500 mL滴有酚酞的：NaCl溶液，装置如图所示：

①请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象

________。

②当燃料电池消耗2.8 LO₂（标准状况下）时，计算

此时：NaCl溶液的pH=________（假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）。

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（14分）二甲醚（CH₃OCH。）和甲醇（CH₃OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH₄和H₂O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

（1）催化反应室B中CO与H₂合成二甲醚的化学方程式为________.

（2）催化反应室A中发生的反应为：

CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）……（I）、CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）……（Ⅲ）、CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）……（Ⅳ）

①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为________。

②反应（Ⅳ）的△S ________0（填“>”、“=”或“<”）。

③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H₂在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H________0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K= ________（用含字母的代数式表示）。

（3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

该燃料电池负极的电极反应式为：

CH₃OCH₃一12e^一+16OH^一=2CO^2-₃+11H₂O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

①将含SO₂的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO₃溶液；

②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

③将盐酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂气体回收。

用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

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甲醇（CH3OH）和二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等性能。

（1）CO2可用于合成二甲醚（CH3OCH3），有关反应的热化学方程式如下：

CO2(g) + 3H2(g)＝CH3OH(g) + H2O(g)　 △H=－49.0 kJ·mol-1

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

H2O(l)＝H2O(g)　　　　　　　　　　　　　　 △H= + 44 kJ·mol-1

则CO2与H2反应合成二甲醚生成液态水的热化学方程式为：____________________。

（2）工业上合成甲醇的反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H=－90.8 kJ·mol-1。 下列不能说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是___________

A．v正(H2) = 2v逆(CH3OH)　　　　　 B．n(CO):n(H2):n(CH3OH)=1:2:1

C．混合气体的密度不变　　　 D．混合气体的平均相对分子质量不变　　 E．容器的压强不变

（3）若反应2CH3OH(g)　 CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400，此温度下，在密闭容器中加入一定量甲醇，反应进行到某时刻，测得各物质的浓度如下表所示：

①比较该时刻正、逆反应速率的大小：v(正)_____v(逆)（填“>”、“<”或“=”）。

②若加入甲醇后，经10 min反应达到平衡，则平衡后c(CH3OH)=______________，

该时间内反应速率v(CH3OCH3)=_____________。

（4）利用二甲醚（CH3OCH3）设计一个燃料电池，用KOH溶液作电解质溶液，石墨做电极，该电池负极电极反应式为___________________________。以此燃料电池作为外接电源按如图所示电解硫酸铜溶液，如果起始时盛有1000mLpH=5的硫酸铜溶液（25℃，CuSO4足量），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入______其质量约为_____g。

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（15分）二甲醚具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”，以下为其中一种合成二甲醚的方法：在一定温度、压强和催化剂作用下，在同一反应器中进行如下反应：

①CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g） ＋H2O（g）　　 △H1＝－49.1 kJ·mol－1

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）　　　　 　 △H2＝－24.5 kJ·mol－1

③CO2（g）＋H2（g） CO(g)＋H2O（g）　　　　　　　 △H3＝+ 41.2 kJ·mol－1

（1）写出CO2（g）加H2（g）转化为CH3OCH3（g）和H2O（g）的热化学方程式是　　　　　 。

（2）一定条件下，原料气中n（H2）/n（CO2）比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如下图。

①温度为T1 K时，在1 L反应容器中投入2mol CO2 和8mol H2进行反应，试计算达到平衡时CO2的浓度为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②结合数据图，归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律：

a　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

b　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）为研究初始投料比与二甲醚产率关系，在一定温度和压强下，投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行试验，实验发现二甲醚的平衡产率随原料气中n（CO）/〔n（CO）+n（CO2）〕比值增大而增大，试分析其原因　　　　　　　　　　　 。

（4）下图是科学家现正研发的，以实现反应①在常温常压下进行的装置。

写出甲槽的电极反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455 kJ·mol-1，甲醚可作燃料电池的燃料。

（1）写出甲醚燃烧的热化学方程式________________________________________；已知H2（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1；计算反应4C（s）+ 6H2（g）+ O2（g）= 2CH3OCH3（g）的反应热为_______________________；

（2）工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+ 2CO2（g）CH3OCH3（g）+ 3H2O（g） △H＜0

①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是______（选填编号，注意大小写）

a．c（H2）与c（H2O）的比值保持不变

b．单位时间内有2mol H2消耗时，有1mol H2O生成

c．容器中气体密度不再改变

d．容器中气体压强不再改变

②温度升高，该化学平衡移动后，达到新的平衡，CH3OCH3的产率将_____________ （填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池负极反应式的其中一个产物是CO32-，请写出该反应的负极反应式__________________；

（4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500 mL NaCl溶液，装置如图所示：

请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象是_______________________；当燃料电池消耗2.8 LO2（标准状况下）时，计算此时：NaCl溶液的pH=_______________________（假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）。

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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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