Question

（14分）二甲醚（CH3OCH3）和甲醇（CH3OH）都是高效清潔能源。工業(yè)上利用煤的氣化產(chǎn)物（水煤氣）合成甲醇和二甲醚�；卮鹣铝袉栴}：

（1）制備二甲醚最后一步反應(yīng)由Al2O3催化甲醇脫水合成，反應(yīng)方程式為 。

（2）已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃燒熱是282.8 kJ·mol-1；H2的燃燒熱是285.8 kJ·mol-1寫出表示CH3OH (g) 燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。

（3）二甲醚直接燃料電池比甲醇直接燃料電池更高效，等質(zhì)量的二甲醚和甲醇完全放電轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量之比是 。用二甲醚直接燃料電池電解足量飽和食鹽水，當消耗9.2g二甲醚時理論上陰極產(chǎn)生的氣體的體積為 L。（標況下）

（4）在合成中伴有水煤氣交換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)加入密閉容器中反應(yīng)，平衡時測得結(jié)果如下表。

溫度	260℃	280℃	295℃	310℃
CO轉(zhuǎn)化率	89%	80%	75%	60%

①請解釋CO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系 。

②列式計算280℃時平衡常數(shù) 。

③若平衡體系中，測得H2的壓強占總壓的30%，要使體系中CO轉(zhuǎn)化率達到70%，應(yīng)該使溫度 （填“升高”、“降低”、“不變”）

 

Answer 1

（1） 2CH3OH CH3OCH3 +H2O

（2） CH3OH (g) + 3/2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (l)；△H= -764.3KJ /mol

（3） 32/23，26.88L

（4） ①△H<0，升高溫度，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低。② ; ③降低

【解析】

試題分析：（1）由甲醇制備二甲醚的方程式為：2CH3OH CH3OCH3 +H2O；（2） 根據(jù)題意可得熱化學(xué)方程式為①CO(g)+1/2 O2 (g) = CO2 (g); △H= -282.5KJ /mol-②H2(g)+1/2 O2 (g) = H2O(l); △H= -285.8KJ /mol。①+2×②，整理可得CH3OH (g) + 3/2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (l)；△H= -764.3KJ /mol；（3）每1mol的二甲醚（CH3OCH3）燃燒會轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol；1mol的甲醇反應(yīng)會轉(zhuǎn)移電子6mol;而所以當二者的質(zhì)量相等時轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量（12÷46）：（6÷32）=32：23。（CH3OCH3）=9.2g÷46g/mol=0.2mol。每1mol的二甲醚（CH3OCH3反應(yīng)會轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol×0.2=2.4mol，則在電解足量飽和食鹽水的陰極產(chǎn)生的氫氣的標況下體積為(2.4÷2）mol×22.4L/mol=26.88L; （4）①由于CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以CO轉(zhuǎn)化率降低。②280℃時平衡常數(shù)K為。③若平衡體系中，測得H2的壓強占總壓的30%，要使體系中CO轉(zhuǎn)化率達到70%，應(yīng)該使平衡正向移動。由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以溫度應(yīng)該降低。

考點：考查化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化率的比較、化學(xué)平衡常數(shù)、外界條件對化學(xué)平衡移動的影響的知識。