6.二甲醚(CH3OCH3)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图1:

(1)催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为:2CO+4H2$?_{△}^{催化剂}$CH3OCH3+H2O.
(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=$\frac{预期产物的相对分子量}{全部生成物质的相对分子质量综合}$×100%,试求反应(Ⅳ)的原子利用率为64%.
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2amol H2在催化剂作用下发生反应(Ⅲ)生成甲醇,CO的转化率(α)与温度的关系如图2.则该反应的△H<0(填“>”、“=”或“<”).300℃时该反应的平衡常数K=$\frac{{α}_{1}{V}^{2}}{4{a}^{2}(1-{α}_{1})^{3}}$(用含字母α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:CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+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;电解饱和食盐水方程式:2NaCl+2H2O═2NaOH+H2(g)+Cl2(g)
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为$\frac{23Vx}{133.4}$g.
5.运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义.
(1)用CO可以合成甲醇.已知:
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJ•mol-1
CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1
则CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.1kJ•mol-1
(2)下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是ac(填写序号).
a.使用高效催化剂    b.降低反应温度
c.增大体系压强      d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出
(3)在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示.

①p1小于p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100℃时,该反应的化学平衡常数K=$\frac{{V}^{2}}{{a}^{2}}$(mol•L-1-2
③在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2,达到新平衡时,CO的转化率增大(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)某科研小组用SO2为原料制取硫酸.
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触.请写出该电池的负极的电极反应式SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸.电解原理示意图如图2所示.
请写出开始时阳极反应的电极反应式HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
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