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    (1) 消耗甲醇,促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分CO,CO转化率增大 +4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1 该反应是气体分子数减少的反应,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加;压强升高,反应速率加快 (3) 反应放热,温度升高,平衡左移 (4) CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+ 12mol 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源．由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
    甲醇合成反应：
    （Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-90.1kJ?mol-1
    （Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0kJ?mol-1
    水煤气变换反应：
    （Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g）△H3=-41.1kJ?mol-1
    二甲醚合成反应：
    （Ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=-24.5kJ?mol-1
    回答下列问题：
    （1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一．工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是
    Al2O3（铝土矿）+2NaOH+3H2O=2NaAl（OH）4，NaAl（OH）4+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3，2Al（OH）3
      △  
    .
     
    Al2O3+3H2O
    Al2O3（铝土矿）+2NaOH+3H2O=2NaAl（OH）4，NaAl（OH）4+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3，2Al（OH）3
      △  
    .
     
    Al2O3+3H2O
    （以化学方程式表示）．
    （2）分析二甲醚合成反应（Ⅳ）对于CO转化率的影响
    消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）消耗部分CO
    消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）消耗部分CO
    ．
    （3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为
    2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-1
    2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-1
    ．根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响
    该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加．压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
    该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加．压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
    ．
    （4）有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3）、压强为5.0MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图所示．其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
    反应放热，温度升高，平衡左移
    反应放热，温度升高，平衡左移
    ．
    （5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW?h?kg-1）．若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为
    CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-
    CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-
    ，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生
    12
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    个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E=
    1.2V×
    1000g
    46g/mol
    ×12×96500C/mol
    1Kg
    3.6×106J?kw-1?h-1
    =8.39KW?h?kg-1
    1.2V×
    1000g
    46g/mol
    ×12×96500C/mol
    1Kg
    3.6×106J?kw-1?h-1
    =8.39KW?h?kg-1
    （列式计算．能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW?h=3.6×106J）．

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