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(1)二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,被誉为“二十一世纪的新能源”。工业上制二甲醚是在一定的温度(230-280℃)、压强(2-10MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g) +2H2(g)CH3OH(g);△H=-90.7 kJ/mol;
2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g);△H= -23.5 kJ/mol;
CO(g) +H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H=-41.2kJ/mol。
反应器中的总反应可表示为:3CO(g)+ 3H2(g)CH3OCH3(g) +CO2(g),则该反应的△H=____________
(2)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应式是:2CO2(g)+ 6H2(g)CH3OCH3(g) +3H2O(g);
△H >0。判断该反应在一定温度下,体积恒定的密闭容器中达到化学平衡状态的依据是__________。
A.容器中密度不变
B.容器内压强保持不变
C.平均摩尔质量保持不变
D.v(CO2):v(H2) =1:3 E单位时间内消耗2 mol CO2,同时消耗1 mol二甲醚
(3)如图是二甲醚燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题:
①B电极上的电极反应式是____________;
②若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12 L/min(标准状况),以该燃料电池作为电源电解2 mol/LCuSO4溶液500 mL,则通电30s后理论上阴极可析出________g金属铜(假设整个过程中,能量利用率为75%)。
(4)粗Si的提纯是我国重要的化工工业。已知:
反应①:Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+ H2(g);
反应②:SiHCl3+H2Si(纯) +3HCl。
①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和H2,写出该反应的化学方程式_________________;H2还原SiHCl3过程中若混有O2,可能引起的后果是_____________;
②由于SiH4具有易提纯的特点,因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。工业上广泛采用的合成硅烷的方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷,该反应的化学方程式是
__________________;
③硅能用于合成硅橡胶。下图是硅橡胶中的一种,其主要优点是玻璃化温度低,耐辐射性能好。该硅橡胶的化学式为_____________。
(1)-246.1 kJ/mol
(2)BCE
(3)①CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+;②7.2
(4)①SiHCl3+3H2O =H2SiO3+↓H2↑+3HCl↑;高温下,H2遇O2发生爆炸;
②Mg2Si+ 4NH4Cl= SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑;③(C24H18SiO2)n
练习册系列答案
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化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如 甲醇、乙醇、二甲醚(CH3 -O-CH3)等都是新型燃料。
(1)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇。 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g) +3H2O(g) △H=akJ.mol-1 在一定压强下,测得上述反应的实验数据如下表。
根据表中数据分析:
①上述反应的a____________0(填“大于”或“小于”)。
②在一定温度下,提高氢碳比,则CO2转化率___________(填“增大”“减小” 或“不变”)。
(2)催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示
①写出CO和H2制备乙醇的热化学反应方程式______________
②在一定温度下,2 mol CO(g)和4 mol H2 (g)反应达到平衡时,生成b mol CH3CH2OH(g)和b mol H2O(g),若向上述密闭容器中加入4 mol CO、8 mol H2 及固体催化剂,使之反应。平衡时,反应产生的热量Q__________2E2(填“>”“<” 或“=”);生成CH3CH2OH的物质的量___________2b(填“>”“<”或“=”),你的判 断依据是________________。
(3)二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效的优良性能。 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,其工作原理 与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是________________。

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