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  • 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2CH3OH氧化铝 CH3OCH3+H2O ．（2）已知：CO（g）+2H2（g）═CH3OH （g）△H=-90.1kJ?mol-1CO（g）的燃烧热是282.8kJ?mol-1；H2的燃烧热是285.8kJ?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”）试题及答案-填空题-云返教育

      • 试题详情

      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Al      2O3催化甲醇脱水合成，反应方程式为2CH3OH
      氧化铝
      CH3OCH3+H2O       ．
      （2）已知：CO（g）+2H      2（g）═CH3OH （g）△H=-90.1kJ?mol-1
      CO（g）的燃烧热是282.8kJ?mol      -1；H2的燃烧热是285.8kJ?mol-1
      写出表示CH      3OH （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）+H      2O（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H      2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”）

      试题解答

      2CH3OH
      氧化铝
      CH3OCH3+H2O:CH3OH（l）+
      3
      2
      O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.4 kJ?mol-1 :32：23:26.88:△H＜0，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低:16:降低
      解：（1）甲醇在氧化铝催化剂作用下发生分子间脱水生成二甲醚和水方程式为：2CH3OH
      氧化铝
      CH3OCH3+H2O；
      故答案为：2CH      3OH
      氧化铝
      CH3OCH3+H2O；
      （2）CO燃烧的热化学方程式：CO（g）+
      1
      2
      O2（g）═CO2（g）△H=-282.8 kJ?mol-1 ①
      H      2燃烧的热化学方程式：H2（g）+
      1
      2
      O2（g）═H2O（l）△H=-285.8 kJ?mol-1 ②
      CO（g）+2H      2（g）═CH3OH （g）△H=-90.1kJ?mol-1③
      根据盖斯定律：①+②×2-③得甲醇燃烧的热化学方程式：CH      3OH（l）+
      3
      2
      O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.4 kJ?mol-1 ，
      故答案为：CH      3OH（l）+
      3
      2
      O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.4 kJ?mol-1 ；
      （3）取mg二甲醚和甲醇则转移电子数关系
      CH      3OCH3+3O2
      点燃
      2CO2+3H20，转移电子数
      46 12mol
      m
      12m
      46


      2CH      3OH+3O2
      燃烧
      2CO2+4H2O 转移电子数
      64 12mol
      m
      12m
      64

      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=
      12m
      46
      ：
      12m
      64
      =32：23；
      故答案为：32：23；
      消耗9.2g二甲醚转移电子物质的量为：
      12×9.6
      46
      =2.5（mol）根据串联电路特点则阴极转移电子数为2.5mol
      2H      ++2e-=H2↑
      2mol 22.4L
      2.4mol V
      V=26.88L
      （4）①从图表数据可知随着温度的升高，CO转化率降低，说明CO（g）+H      2O（g）═CO2（g）+H2（g）是吸热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率降低；
      ②280℃时，CO转化率为80%，设CO（g）和H      2O（g）均为amol，容器体积为VL
      CO（g）+H      2O（g）═CO2（g）+H2（g）
      起始浓度
      a
      V
      a
      V
      0 0
      转化浓度
      a
      V
      ×0.8
      a
      V
      ×0.8
      a
      V
      ×0.8
      a
      V
      ×0.8
      平衡浓度
      a
      V
      ×0.2
      a
      V
      ×0.2
      a
      V
      ×0.8
      a
      V
      ×0.8

      平衡常数K=
      [CO2][H2]
      [CO][H2O]
      =
      [
      a
      V
      ×0.8][
      a
      V
      ×0.8]
      [
      a
      V
      ×0.2 ][
      a
      V
      ×0.2 ]
      =16；
      故答案为：16；
      ③设反应消耗CO物质的量为xmol则
      CO（g）+H      2O（g）═CO2（g）+H2（g）
      起始时物质的量 a a 0 0
      转化物质的量 x x x x
      平衡时物质的量 a-x a-x x x
      根据题意得
      x
      a-x+a-x+x+x
      =30% x=0.6a 则CO转化率为：
      0.6a
      a
      ×100%=60%，要想使CO转化率升高到70%，平衡应向右移动，CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）为放热反应，降低温度平衡向放热方向移动，
      故答案为：降低．
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