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

【解析】

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。

考点：考查化学方程式、热化学方程式的书写、物质的能量转化率的比较、化学平衡常数、外界条件对化学平衡移动的影响的知识。