题目内容

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．四川是利用天然气生产二甲醚的重要基地之一．

请填写下列空白：

(1)与二甲醚相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是________．

(2)二甲醚可由合成气(CO＋H2)在一定条件下制得．用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式可能是________．

(3)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是________．

(4)制备二甲醚的合成气可由甲烷与水蒸气或二氧化碳经高温催化反应制得．合成气除制二甲醚外，还可用于冶炼金属，用它冶炼铁的生产过程可示意图如下：

①在催化反应室中进行的反应均为可逆反应，增大体系的压强对甲烷转化率的影响是________(填“增大”、“减小”或“不变”)．

②在上述炼铁过程的某时间段内，若有x m3(标准状况)的甲烷进入燃烧室中充分燃烧，还原反应室有5y kg(即×103 mol)铁生成，假设燃烧室与还原反应室产生的高温尾气全部进入催化反应室，则这些高温尾气在理论上可产生合成气________m3(标准状况)．

答案：
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二甲醚是一种重要的清洁燃料．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．主要的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-91.8kJ?mol
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ?mol
②CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ?mol
回答下列问题：
（2）水煤气合成二甲醚三步反应总的热化学方程式为：
 

（3）-定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡后，要提高CO的转化率，下列措施中可以采取的是
 
 （填字母代号）．
a．升高温度； b．降低温度； c．增大压强； d．减小压强；
e．缩小体积；f．增大CO的浓度；g．增大CO2的浓度
（3）某温度下，将一定里的CH3OH加入密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g），
经20min反应达到平衡，此时测得c（CH3OH）=0.56mol?L；c（H2O）=0.72mol?L-1
①达平衡时，c（CH3OCH3）=
 
该时间段内反应逨率v（CH3OH）=
 
．开始加入的CH3OH浓度c（CH3OH）=
 
．
②在相同的条件下，若起始浓度的数值如下表所示
 物质  CH3OH  CH3OCH3  H2O
 浓度/（mol?L-1）  0.28  0.86  0.86
则该反应正、逆反应速率（v正、v逆）随时间（＜）变化的曲线是下列图中的：
 
平衡时CH3OCH在混合物中的体积百分含量是
 

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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=2CO2-3+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。

 

（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=2CO2-3+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。

 

（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=2CO2-3+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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