【题目】二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,是柴油的理想替代燃料。清华大学王志良等研究了,由合成气(组成为H2CO和少量的CO2)一步法制备二甲醚的问题,其中的主要过程包括以下三个反应:

(i)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1=-90.1 kJ/mol

(ii)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.1 kJ/mol

(iii)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H3=-24.5 kJ/mol

(1)H2CO制备二甲醚(另一产物为CO2)的热化学方程式为________

(2)合成气初始组成为n(H2)n(CO)n(CO2)=0.670.320.01的反应体系。在250℃和5.0 MPa条件下,在1 L密闭容器中经10 min达到化学平衡时,各组分的物质的量如下表:

成分

H2

CO

H2O

CH3OH

CH3OCH3

物质的量(mol)

0.26

0.01

0.04

0.02

0.11

则反应(iii)在该条件下的平衡常数是_______;在反应进行的10 min内,用CH3OH表示的反应(i)的平均速率是_______

(3)课题组探究了外界条件,对合成气单独合成甲醇反应体系和直接合成二甲醚反应体系的影响。

①图1和图2显示了温度250 ℃和5.0 MPa条件下,合成气组成不同时,反应达到平衡时的情况。(图中M代表甲醇、D代表二甲醚、D+M代表甲醇和二甲醚。下同)

由图可知,随着合成气中H2所占比例的提高,合成甲醇的反应体系中,CO转化率的变化趋势是______。对于由合成气直接合成二甲醚的反应体系,为了提高原料转化率和产品产率,的值应控制在_____附近。

②在压强为5.0MPa=2.0的条件下,反应温度对平衡转化率和产率的影响如图3和图4所示。

课题组认为图3所示的各反应物的转化率变化趋势符合反应特点,其理由是______。图中显示合成气直接合成二甲醚体系中,CO的转化率明显高于H2的转化率,原因是_______。图4显示随着温度增大,合成气单独合成甲醇时的产率,要比合成气直接合成二甲醚时的产率减小的快,原因是_______

【题目】目前的锂离子电池的正极材料多是LiCoO2LiMn2O4LiFePO4和双离子传递型聚合物等。改良正极材料的性能是锂离子电池领域的重点方向,如用碳包覆LiFePO4和向其中掺杂金属银等。下列过程是制备该正极材料的流程图:

回答下列问题:

(1)LiFePO4中铁元素的化合价为_____价。已知原料是Li2CO3FeC2O4·2H2ONH4H2PO4C6H12O6的混合物,其中LiFeP三种元素的物质的量比为111C6H12O6的用量占原料总质量的5%。若原料的质量为1000 g,则需要称取NH4H2PO4的质量为_______(保留两位小数)

(2)将原料先行研磨4 h目的是_________。为了更快得到前驱体粉末,除了保持温度在50℃外,还应进行的常见操作方法是_________

(3)两次焙烧均需要在高纯氮气环境下进行,原因是________。葡萄糖分解产生的碳除了提供还原性环境,提高产物纯度,而且可以阻止晶粒的聚集长大,控制颗粒形状,提高LiFePO4的电导率。则葡萄糖分解的化学反应方程式(分解过程中只有C一种单质生成)________600℃加热时硝酸银发生分解生成红棕色气体和3种常见单质(其中两种气体单质物质的量比为27),则分解时的化学反应方程式为_______

(4)如图所示是用LiFePO4/Ag/C作正极材料制成的纽扣锂离子电池组装示意图。充电时,其正、负极材料所发生反应的电极方程式分别是____________(锂离子电池是靠xLi在两极的嵌入和嵌出进行工作)

 0  198415  198423  198429  198433  198439  198441  198445  198451  198453  198459  198465  198469  198471  198475  198481  198483  198489  198493  198495  198499  198501  198505  198507  198509  198510  198511  198513  198514  198515  198517  198519  198523  198525  198529  198531  198535  198541  198543  198549  198553  198555  198559  198565  198571  198573  198579  198583  198585  198591  198595  198601  198609  203614 

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