二甲醚是一种重要的清洁燃料,工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为:
3H
2(g)+3CO(g)?CH
3OCH
3(g)+CO
2(g)△H=-274kJ?mol
-1.
(1)该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后,为同时提高反应速率和二甲醚的产率,可以采取的措施是
(填字母)
A.降低温度 B.加入催化剂 C.缩小容器体积 D.增加H
2的浓度 E.分离出二甲醚
(2)该反应可以分两步进行:
4H
2(g)+2CO(g)═CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)△H
1 ①
CO(g)+H
2O(g)═CO
2(g)+H
2△H
2=-42kJ?mol
-1则反应①的焓变△H
1=
kJ?mol
-1,熵变△S
(填“>、<或=”)0.
已知某些化学键的键能数据如下表所示:
化学键 |
C-H |
O-H |
H-H |
C-O |
C≡O |
键能/kJ.mol-1 |
413 |
463 |
436 |
358 |
1072 |
CO中C与O之间为叁键连接,则CO
2中碳氧键的键能是
kJ?mol
-1.
(3)二甲醚也可以通过CH
3OH分子间脱水制得:
2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)△H
3=-23.5kJ?mol
-1.在T
1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度变化如下表:
物质 |
CH3OH (g) |
CH3OCH3 (g) |
H2O (g) |
起始浓度/mol.l-1 |
2 |
0.2 |
0 |
平衡浓度/mol.l-1 |
0.4 |
1 |
0.8 |
①该条件下反应平衡常数K=
.
②相同条件下,若改变起始浓度.
物质 |
CH3OH (g) |
CH3OCH3 (g) |
H2O (g) |
起始浓度/mol.l-1 |
0.4 |
1.2 |
0.6 |
此时正、逆反应速率的大小:v
正
(填“>、<或=”)v
逆.
(4)二甲醚-空气是一种高效的燃料电池,在氢氧化钾溶液中,电池反应方程式为:
CH
3OCH
3(l)+3O
2(g)+4KOH(aq)═2K
2CO
3(aq)+5H
2O(l)
请写出负极的电极反应式:
.