问题 填空题

二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源,它清洁、高效、具有优良的环保性能。

Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下:

催化反应室中(压强2.0~10.0 MPa,温度230~280℃)进行下列反应:

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①

2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③

(1)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。该反应是       反应(填“自发”或“非自发”)。

(2)催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=           。830℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K       1.0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)上述反应中,可以循环使用的物质有       

Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是       极。

答案

Ⅰ.(1)自发 (2)-246.1 kJ/mol >

(3)CO、H2、甲醇和水

Ⅱ.正

Ⅰ.(1)反应后气体的物质的量增大,混乱度增加,熵增大,ΔS>0,由复合判据得该反应能自发进行。

(2)反应3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)可利用题给的三个反应,将①×2+②+③得到,则ΔH=-90.7 kJ/mol×2+(-23.5 kJ/mol)+(-41.2 kJ/mol)=-246.1 kJ/mol;因为催化反应室中的温度低于830℃,温度降低,反应③的平衡向正反应方向移动,故K>1.0。

(3)从流程图中可以看出排出的物质CO、H2、甲醇和水在反应①、②、③中可以作为反应物,故均可以循环利用。

Ⅱ.燃料电池中通入O2的一极发生还原反应,即b电极是正极。

单项选择题 B1型题
单项选择题