Question

（14分）二甲醚（CH₃OCH₃）和甲醇（CH₃OH）都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物（水煤气）合成甲醇和二甲醚。回答下列问题：
（1）制备二甲醚最后一步反应由Al₂O₃催化甲醇脱水合成，反应方程式为                      。
（2）已知：CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH (g)  △H= —90.1kJ·mol^-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol^-1；H₂的燃烧热是285.8 kJ·mol^-1写出表示CH₃OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                。
（3）二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效，等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水，当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。（标况下）
（4）在合成中伴有水煤气交换反应：CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂(g)，等物质的量的CO(g)和H₂O(g)加入密闭容器中反应，平衡时测得结果如下表。

温度	260℃	280℃	295℃	310℃
CO转化率	89%	80%	75%	60%

①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        。
②列式计算280℃时平衡常数                          。
③若平衡体系中，测得H₂的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使温度             （填“升高”、“降低”、“不变”）

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，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低。②   ;    ③降低                                                   

试题分析：（1）由甲醇制备二甲醚的方程式为：2CH₃OH CH₃OCH₃ +H₂O；（2） 根据题意可得热化学方程式为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）燃烧会转移电子的物质的量为12mol；1mol的甲醇反应会转移电子6mol;而所以当二者的质量相等时转移的电子的物质的量（12÷46）：（6÷32）=32：23。（CH₃OCH₃）=9.2g÷46g/mol=0.2mol。每1mol的二甲醚（CH₃OCH₃反应会转移电子的物质的量为12mol，所以转移电子的物质的量为12mol×0.2=2.4mol，则在电解足量饱和食盐水的阴极产生的氢气的标况下体积为(2.4÷2）mol×22.4L/mol=26.88L; （4）①由于CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂(g)的正反应是放热反应，所以温度升高，化学平衡向逆反应方向移动，所以CO转化率降低。②280℃时平衡常数K为。③若平衡体系中，测得H₂的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使平衡正向移动。由于该反应的正反应是放热反应，所以温度应该降低。