二甲醚（CH
3OCH
3）是无色气体，可作为一种新型能源．由合成气（组成为H
2、CO和少量的CO
2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（Ⅰ）CO（g）+2H
2（g）═CH
3OH（g）△H
1=-90.1kJ?mol
-1（Ⅱ）CO
2（g）+3H
2（g）═CH
3OH（g）+H
2O（g）△H
2=-49.0kJ?mol
-1水煤气变换反应：
（Ⅲ）CO（g）+H
2O（g）═CO
2（g）+H
2 （g）△H
3=-41.1kJ?mol
-1二甲醚合成反应：
（Ⅳ）2CH
3OH（g）═CH
3OCH
3（g）+H
2O（g）△H
4=-24.5kJ?mol
-1回答下列问题：
（1）Al
2O
3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一．工业上从铝土矿制备较高纯度Al
2O
3的主要工艺流程是
Al
2O
3（铝土矿）+2NaOH+3H
2O=2NaAl（OH）
4，NaAl（OH）
4+CO
2=Al（OH）
3↓+NaHCO
3，2Al（OH）
3Al
2O
3+3H
2O
Al
2O
3（铝土矿）+2NaOH+3H
2O=2NaAl（OH）
4，NaAl（OH）
4+CO
2=Al（OH）
3↓+NaHCO
3，2Al（OH）
3Al
2O
3+3H
2O
（以化学方程式表示）．
（2）分析二甲醚合成反应（Ⅳ）对于CO转化率的影响
消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）消耗部分CO
消耗甲醇，促进甲醇合成反应（Ⅰ）平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应（Ⅲ）消耗部分CO
．
（3）由H
2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为
2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-1
2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-1
．根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响
该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加．压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加．压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
．
（4）有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al
2O
3）、压强为5.0MPa的条件下，由H
2和CO直接制备二甲醚，结果如图所示．其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
反应放热，温度升高，平衡左移
反应放热，温度升高，平衡左移
．
（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度等于甲醇直接燃料电池（5.93kW?h?kg
-1）．若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为
CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-
CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-
，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生
12
12
个电子的能量；该电池的理论输出电压为1.20V，能量密度E=
（列式计算．能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW?h=3.6×10
6J）．
，构成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上两极的变化是
孟建平小学滚动测试系列答案
对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池（如图），下列有关说法正确的是（ ）
，构成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上两极的变化是
