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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,清洁、高效,有优良的环保性能,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.有关说法正确的是(  )
A.电池中二甲醚反应后最终转化为CO2和H2O
B.正极:3O2+12e-+12H+=6H2O
C.负极:CH3OCH3+16OH--12e-=2CO32-+11H2O
D.负极:CH3OCH3-12e-+3H2O=12H++2CO2

试题答案

C
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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,是一种高效、清洁能源.
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)发生如下反应:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
(1)二甲醚也可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为
3CH4+CO2→2CH3OCH3
3CH4+CO2→2CH3OCH3
.
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
-246.1kJ/mol
-246.1kJ/mol
,830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K
>
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1.0(填“>”、“<”或“=”).
(3)在温度相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒压,发生反应②,测得反应达到平衡时的有关数据如下.
容器 甲 乙 丙
反应物投入量 1mol CH3OCH3、1mol H2O 2mol CH3OH 1mol CH3OH
CH3OH的浓度(mol/L) c1 c2 c3
反应的能量变化 吸收a kJ 放出b kJ 放出c kJ
平衡时体积(L) V1 V2 V3
反应物转化率 α 1 α 2 α 3
下列说法正确的是
A、B、C
A、B、C
.(填字母序号)
A.a+2c=23.5        B.α1+α2=1        C.V1>V3       D.c1=2c3
(4)上述生产流程中,可以循环使用的物质有
甲醇和水、CO和H2
甲醇和水、CO和H2
.
Ⅱ.用二甲醚-空气碱性(KOH)燃料电池作电源电解精炼粗铜(如图),在接通电路一段时间纯Cu质量增加3.2g.

(5)请写出燃料电池中的负极反应式:
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
.
(6)燃料电池正极消耗标准状况下空气的体积是
2.8L
2.8L
(空气中O2体积分数以20%计算).
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29.二甲醚(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:

(l)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5 y kg(即×103mol)铁生成,假设燃烧室与还原反应室产生的高温尾气全部进人催化反应室,则这些高温尾气在理论上可产生合成气_______m3(标准状况)。

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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:

(l)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,石墨为电极可构成然料电池。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5 y kg(y/11.2×103mol)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)。

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,在未来可能替代汽油、液化气、煤气等并具有优良的环保性能。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)                  △H1=-90.7kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g) +H2O(g)    △H2=-23.5kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)          △H3=-41.2kJ·mol-1

(1)若要增大反应①中H2的转化率,在其它条件不变的情况下可以采取的措施为       。

A.加入某物质作催化剂                               B.加入一定量CO

C.反应温度降低                                         D.增大容器体积

(2)在某温度下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后达到平衡,CO的转化率为50%,则5 min内CO的平均反应速率为              ;若反应物的起始浓度分别为:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;达到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a=         mol/L。

(3)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=          ;830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K     1.0(填“>”、“<”或“=”)。

(4)二甲醚的燃烧热为1455 kJ·mol-1,则二甲醚燃烧的热化学方程式为                。

(5)“二甲醚燃料电池”是一种绿色电源,其工作原理如图所示。b电极是         极,写出a电极上发生的电极反应式                                               。

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,是一种高效、清洁能源.
Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)发生如下反应:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
(1)二甲醚也可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为______.
(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=______,830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K______1.0(填“>”、“<”或“=”).
(3)在温度相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒压,发生反应②,测得反应达到平衡时的有关数据如下.
容器甲乙丙
反应物投入量1mol CH3OCH3、1mol H2O2mol CH3OH1mol CH3OH
CH3OH的浓度(mol/L)c1c2c3
反应的能量变化吸收a kJ放出b kJ放出c kJ
平衡时体积(L)V1V2V3
反应物转化率α 1α 2α 3
下列说法正确的是______.(填字母序号)
A.a+2c=23.5        B.α1+α2=1        C.V1>V3       D.c1=2c3
(4)上述生产流程中,可以循环使用的物质有______.
Ⅱ.用二甲醚-空气碱性(KOH)燃料电池作电源电解精炼粗铜(如图),在接通电路一段时间纯Cu质量增加3.2g.

(5)请写出燃料电池中的负极反应式:______.
(6)燃料电池正极消耗标准状况下空气的体积是______(空气中O2体积分数以20%计算).
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