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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷266
二甲醚又称甲醚,简称DME，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.0kJ·mo l-1
②2 CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-20.0kJ·mo l-1
回答下列问题：
（1）已知:H2O(1) =H2O(g)△H= +44.0kJ/mol，若由合成气(CO、H2)制备1molCH3OCH3(g)，且生成H2O(1)，其热化学方程式为___________________________________。
（2）有人模拟该制备原理：500K时，在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2，5min达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8mo l·L-1， c(CH3OCH3)=0.2mo l·L-1，此时CO的转化率为__________。可逆反应②的平衡常数K2=______________________。
（3）在体积一定的密闭容器中发生反应②，如果该反应的平衡常数K2值变小，下列说法正确的是________________________。
A.平衡向正反应方向移动B.平衡移动的原因是升高了温度
C.达到新平衡后体系的压强不变D.容器中CH3OCH3的体积分数减小
（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应①，平衡时CO(g)和H2(g)的转化率如图1所示，则a=________(填数值)。
   
（5）绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图2所示，电解质为熔融态的碳酸盐(如熔融K2CO3)，其中CO2会参与电极反应。工作时负极的电极反应为______________。
（6）对于反应CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)△H1= + 41.2kJ/mol在一个绝热的固定容积的容器中，判断此反应达到平衡的标志是______________。
①体系的压强不再发生变化②混合气体的密度不变③混合气体的平均相对分子质量不变④各组分的物质的量浓度不再改变⑤体系的温度不再发生变化⑥υ(CO2)正＝υ(H2O)逆
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学平衡的移动及其影响因素化学平衡的有关计算化学平衡状态的判断方法 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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二甲醚又称甲醚(CH3OCH3)，简称DME，是清洁、高效的新型燃料。
Ⅰ.由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
①
②
③
回答下列问题：
(1)由合成气(CO、H2)制备 且生成 其热化学方程式为_______。
(2)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和 进行反应①，平衡时CO(g)和 的转化率如图所示，则a= _______(填数值)。

(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②，如果该反应的平衡常数 值变小，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．平衡向正反应方向移动B．平衡移动的原因是升高了温度
C．达到新平衡后体系的压强不变D．容器中 的体积分数减小

Ⅱ.由合成气(CO2、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
④
⑤
(4)若在体积为2L的密闭容器中，控制 流速为 (已换算为标准状况)， 的转化率为80.0%，则 的反应速率为_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒压条件下，按 与 的物质的量之比为1：3投料，测得 平衡转化率和平衡时CO的选择性转化的中生成CO的物质的量分数)随温度的变化如图所示：

①曲线n随温度升高显示如图所示变化的原因是_______。
②T℃时反应⑤的平衡常数K=_______ (保留两位有效数字)。
③合成甲醚的适宜温度为260℃， 理由是_______。
④其他条件不变，改为恒容条件，CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性_______ (填“高”“低”或“不变”)。
二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，与石油液化气相似，被誉为“21 世纪的清洁燃料”。制备原理如下：
(I)由天然气催化制备二甲醚：①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1
(II)由合成气制备二甲醚：②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
(1)若甲醇与二甲醚的燃烧热分别是△H=-760.5 kJ/mol和△H=-1453.0 kJ/mol；1 mol 液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。则△H3=__________kJ/ mol。
(2)一定温度下，在容积固定的密闭容器中按I制备二甲醚，下列情况能说明反应①达到平衡状态的是_________(填序号)。
A.混合气体的密度保持不变
B. CH4与O2的物质的量之比保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D. CH4的生成速率等于与CH3OCH3消耗速率的2倍
(3)在恒容密闭容器中按原理( I )制备二甲醚，若起始时c(CH4)= 0.20 mol/L，c(O2)= 0.10 mol/L，平衡时CH4的平衡转化率为50%，则平衡时CH3OCH3的体积分数为__________。
(4)工业上按原理(II)制备二甲醚时，反应②合成甲醇时常以Cu2O作催化剂。研究表明，反应体系中少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，请结合平衡移动原理分析其原因是_______________________________________________________(写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)。
(5)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O，阳极及其溶液中有关转化如图所示。则阳极的电极反应式为_____________；溶液中III、IV二步总反应的离子方程式为_________________________。

(6)有人模拟工业上按原理(II)制备二甲醚，在1000K时的2 L密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2，此时体系总压强是3.2×105kPa。达到平衡时c(H2)= 1.4 mo/L，c(CH3OCH3)=0.3 mol/L，则用平衡分压表示反应③的平衡常数Kp=_________(分压=总压×物质的量分数)。
二甲醚CH3OCH3又称甲醚，简称DME, 熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，与石油液化气（LPG）相似，被誉为“21世纪的清洁燃料“。由合成气（CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.0 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2= -20.0 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)反应①在_____________(填“低温”或“高温”)下易自发进行。
(2)写出由合成气(CO、H2)直接制备CH3OCH3的热化学方程式：______________。
(3)温度为500K时，在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2发生反应①、②，5min时达到平衡，平衡时CO的转化率为60%，c(CH3OCH3) = 0.2 mol·L-1，用H2表示反应①的速率是________，反应②的平衡常数K=____________。
若在500K时，测得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH)，此时反应②的v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4)研究发现，在体积相同的容器中加入物质的量相同的CO和H2出发生反应①、②，在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据：
T (K)催化剂CO转化率(％)CH3OCH3选择性(％)
473无1036
500无1239
500Cu/ZnO2081

【备注】二甲醚选择性：转化的CO中生成CH3OCH3百分比
①相同温度下，选用Cu/ZnO作催化剂，该催化剂能_______(填标号)。
A.促进平衡正向移动B.提高反应速率C.降低反应的活化能
D.改变反应的焓变E.提高CO的平衡转化率
②表中实验数据表明，在500K时，催化剂Cu/ZnO对CO转化成CH3OCH3的选择性有显著的影响，其原因是__________________________。

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