二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源...

Question

二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H2、CO、和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应（均为可逆反应）： ①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=—90．1 kJ·mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=—49．0 kJ·mol-1 水煤气变换反应③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=—41．1 kJ·mol-1 二甲醚合成反应④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=—24．5 kJ·mol-1 （1）由H2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 。 （2）一定温度下，在恒容密闭容器中进行反应①，下列描述能说明反应到达平衡状态的是 。 a.容器中气体平均相对分子质量保持不变 b.容器中气体密度保持不变 c.CH3OH(g)浓度保持不变 d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率 （3）一定温度下，将8mol CH3OH(g)充入5L密闭容器中进行反应④，一段时间后到达平衡状态，反应过程中共放出49kJ热量，则CH3OH(g)的平衡转化率为 ，该温度下，平衡常数K= ；该温度下，向容器中再充入2mol CH3OH(g)，对再次达到的平衡状态的判断正确的是 。 a.CH3OH(g)的平衡转化率减小 b.CH3OCH3 (g)的体积分数增大 c.H2O(g)浓度为0．5mol·L-1 d.容器中的压强变为原来的1．25倍 （4）二甲醚—氧气燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇燃料电池，若电解质为酸性，二甲醚—氧气燃料电池的负极反应为 ；消耗2．8L(标准状况)氧气时，理论上流经外电路的电子 mol

Answer 1

【答案】（1）2CO(g)+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△=－204．7
kJ/mol,
（2）ac
（3）50%
0．25
cd （4）CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+,
0．5
【答案解析】试题分析：由已知的方程式①×2+④得2CO(g)+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△=－204．7
kJ/mol,
（2）由反应①可知ac说明反应达平衡状态。
（3）根据反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)
△H4=—24．5
kJ·mol-1当放热为49k
J时消耗甲醇
4mol
4mol
2mol
2mol
结合平衡常数k=c（CH3OCH3）c（H2O）/
C2(CH3OH)得0．25，当再冲入2mol甲醇时化学平衡不会移动且平衡常数不变，确定C对，压强为原来的1．25倍。
（4）电解质为酸性电池的负极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+,正极反应式为
4H++O2+4e-=4H2O，消耗2．8L氧气时转移电子为0．5mol。
考点：盖斯定律、化学平衡状态的标志、化学平衡常数、原电池原理、电子反应式的书写。