(2013?无锡一模)天然气、煤炭气(CO、H
2)的研究在世界上相当普遍.其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源,比其他制氢技术更有优势.主要反应为:
①CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)?2CH
3OH(g);△H=37kJ?mol
-1②CH
3OH(g)+H
2O(g)?3H
2(g)+CO
2(g);△H=49kJ?mol
-1③CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g);△H=41.3kJ?mol
-1其中反应③是主要的副反应,产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响.
请回答下列问题:
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
.
(2)CH
3OCH
3(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为
CH3OCH3(g)+3H2O(g)?6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJ?mol-1
CH3OCH3(g)+3H2O(g)?6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJ?mol-1
.
(3)下列采取的措施和解释正确的是
ABD
ABD
(填字母).
A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生
B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生
C.选择在高温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH
3OH的转化率
D.体系压强升高,虽然对制取氢气不利,但能减少CO的产生
(4)煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g);△H<0.现将10mol CO与20mol H
2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
大于
大于
tB(填“大于”“小于”或“等于”).
②A、C两点的平衡常数KA
大于
大于
KC(填“大于”“小于”或“等于”).
(5)某工作温度为650℃的熔融盐燃料电池,是以镍合金为电极材料,负极通入煤炭气(CO、H
2),正极通入空气与CO
2的混合气体,用一定比例的Li
2CO
3和Na
2CO
3混合物作电解质.
请写出正极的电极反应式:
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
.