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    17．二甲醚(CH3OCH4)是一种重要的清洁燃料.工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下: ①2H2CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)CH3OCH(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ·mol-1 ③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ·mol-1 请回答下列问题: (1)利用水煤气合成二甲醚的热化学反应方程式为 , (2)以二甲醚为燃料.硫酸为电解质溶液可制成二甲醚燃料电池.该电池负极的电极反应为 , (3)已知某二甲醚燃料电池的总反应为 CH3OCH3(g)+3O2(g)+4OH-(ag)=2CO2-3(aq)+5H2O(l)△H=-akJ·mol-1 该电池工作一段时间后.生成1mol液态水时释放bkJ电能.则电池的能量转化率为 , (4)用上述燃料电池电解NaHSO3溶液的装置如右图所示. ①阴极的电极反应为 , ②阳极区放出气体的成分为 . 选考题(请考生在第18.19.20三题中任选一题做答.如果多做.则按所做的第一题计分.做答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑). 第18.19.20三题的第I题为选择题.在给出的四个选项中.至少有两项是符合题目要求的.请将符合题目要求的选项标号填在答题卡相应位置,第II题为非选择题.请在答题卡相应位置做答并写明小题号. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    （2012?虹口区二模）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2（g）+2CO2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O（g）
    已知该反应平衡常数（K）与温度（T）的关系如图所示．
    （1）一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是
    ad
    ad
    （选填编号）．
    a．c（H2）与c（H2O）的比值保持不变    b．单位时间内有2mol H2消耗时有1mol H2O生成
    c．容器中气体密度不再改变             d．容器中气体压强不再改变
    （2）温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将
    变小
    变小
    （填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将
    变小
    变小
    ．
    （3）一定温度和压强下，往体积为20L的容器中通入一定物质的量的H2与CO2，达到平衡时，容器中含有0.1mol二甲醚．计算H2的平均反应速率：
    0.03
    t
    mol/（L．s），t-达到平衡所需的时间（单位：s，可自定）
    0.03
    t
    mol/（L．s），t-达到平衡所需的时间（单位：s，可自定）
    （用字母表示所缺少的物理量并指明其含义）．
    （4）工业上为提高CO2的转化率，采取方法可以是
    bc
    bc
    （选填编号）．
    a．使用高效催化剂        b．增大体系压强
    c．及时除去生成的H2O     d．增加原料气中CO2的比例．

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    （2010?天津）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
    （1）煤的气化的主要化学反应方程式为：
    C+H2O
     高温 
    .
     
    CO+H2
    C+H2O
     高温 
    .
     
    CO+H2
    ．
    （2）煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：
    H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3
    H2S+Na2CO3=NaHS+NaHCO3
    ．
    （3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
    ①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；△H=-90.8kJ?mol-1
    ②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ?mol-1
    ③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ?mol-1
    总反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
    -246.4kJ?mol-1
    -246.4kJ?mol-1
    ；
    一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
    c、e
    c、e
    （填字母代号）．
    a．高温高压          b．加入催化剂        c．减少CO2的浓度     d．增加CO的浓度    e．分离出二甲醚
    （4）已知反应②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
    物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
    浓度/（mol?L-1） 0.44 0.6 0.6
    ①比较此时正、逆反应速率的大小：v正
    ＞
    ＞
     v逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
    ②若加入CH3OH后，经10min反应达到平衡，此时c（CH3OH）=
    0.04mol?L-1
    0.04mol?L-1
    ；该时间内反应速率v（CH3OH）=
    0.16mol/（L?min）
    0.16mol/（L?min）
    ．

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    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：
    3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（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H2的浓度   E．分离出二甲醚
    （2）该反应可以分两步进行：
    4H2（g）+2CO（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1 ①
    CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2△H2=-42kJ?mol-1
    则反应①的焓变△H1=
     
    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CO2中碳氧键的键能是
     
    kJ?mol-1．
    （3）二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得：
    2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-23.5kJ?mol-1．在T1℃，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：
    CH3OCH3（l）+3O2（g）+4KOH（aq）═2K2CO3（aq）+5H2O（l）
    请写出负极的电极反应式：
     
    ．

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    已知二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=23.5kJ?mol-1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示．请回答下列问题：
    （1）该条件下反应平衡常数表达式K=
    c(CH3OCH3)?c(H2O)
    c2(CH3OH)
    c(CH3OCH3)?c(H2O)
    c2(CH3OH)
    ．在T1℃时，该反应的平衡常数为
    5
    5
    ，达到平衡时n（CH3OH）：n（CH3OCH3）：n（H2O）=
    2：5：4
    2：5：4
    ．
    （2）相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c（CH3OH）=0.4mol?L-1、c（H2O）=0.6mol?L-1、c（CH3OCH3）=1.2mol?L-1，此时正、逆反应速率的大小：v （正）
    ＞
    ＞
     v （逆）（填“＞”、“＜”或“=”），反应向
    正反应方向
    正反应方向
    进行（填“正反应方向”或“逆反应方向”）．

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    （2012?崇明县二模）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
    （1）制水煤气的主要化学反应方程式为：
    C+H2O
     高温 
    .
     
    CO+H2
    C+H2O
     高温 
    .
     
    CO+H2
    ．
    （2）煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：
    H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3
    H2S+Na2CO3→NaHS+NaHCO3
    ．
    （3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
    ①2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）+90.8kJ
    ②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）+23.5kJ
    ③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）+41.3kJ
    总反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）+Q，其中Q=
    246.4
    246.4
    kJ；
    一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
    c
    c
    （填字母代号）．
    a．低温高压b．加入催化剂c．减少CO2的浓度d．增加CO的浓度
    （4）已知某温度下反应②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡，测得各组分的浓度如下：
    物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
    浓度/（mol?L-1） 0.44 0.6 0.6
    比较此时正、逆反应速率数值（单位相同）的大小：v正（甲醇）
    ＞
    ＞
    v逆（水）（填“＞”、“＜”或“=”）．
    反应开始时c（CH3OH）=
    1.64mol?L-1
    1.64mol?L-1
    ；该时间内的平均反应速率v（CH3OH）=
    0.16mol/L?min
    0.16mol/L?min
    ；该温度下反应的平衡常数值为
    1.86
    1.86
    ．（精确到0.01）

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