二甲醚（CH3OCH3）是重要的能源物質(zhì)，其制備、應(yīng)用與轉(zhuǎn)化是研究的熱點。
（1）利用合成氣制備二甲醚主要包含三個反應(yīng)：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）；ΔH=-90.4kJ?mol-1
2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）；ΔH=-23.4kJ?mol-1
CO（g）+H2O（g）═H2（g）+CO2（g）；ΔH=-41.0kJ?mol-1
則3CO（g）+3H2（g）═CH3OCH3（g）+CO2（g）；ΔH=-245.2kJ?mol-1-245.2kJ?mol-1。
（2）某二甲醚/雙氧水燃料電池的工作原理如圖1所示。電池工作時，電極A附近溶液pH增大增大（填“減小”、“增大”或“不變”）；電極B的電極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO2-3+11H2OCH3OCH3-12e-+16OH-═2CO2-3+11H2O。
（3）二甲醚催化羰化制備乙醇主要涉及以下兩個反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ：CO（g）+CH3OCH3（g）═CH3COOCH3（g）；△H1
反應(yīng)Ⅱ：CH3COOCH3（g）+2H2（g）═CH3CH2OH（g）+CH3OH（g）；△H2
反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK1、lgK2與溫度的關(guān)系如圖2所示；在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比、體系壓強不變的條件下，同時發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ，平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化如圖3所示。
①△H1＜＜（填“＞”、“＜”或“=”）0。
②300～400K時，CH3CH2OH物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度升高而降低的原因是由圖2知，此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅰ較完全；溫度升高，反應(yīng)Ⅱ平衡左移，導致CH3CH2OH物質(zhì)的量分數(shù)降低由圖2知，此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅰ較完全；溫度升高，反應(yīng)Ⅱ平衡左移，導致CH3CH2OH物質(zhì)的量分數(shù)降低。
③600～700K時，CH3COOCH3物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度升高而降低的原因是溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡左移超過反應(yīng)Ⅱ平衡左移的幅度溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡左移超過反應(yīng)Ⅱ平衡左移的幅度。
④400K時，在催化劑作用下，反應(yīng)一段時間后，測得CH3CH2OH物質(zhì)的量分數(shù)為10%（圖3中X點）。不改變原料比、溫度和壓強，一定能提高CH3CH2OH物質(zhì)的量分數(shù)的措施有延長反應(yīng)時間、使用對反應(yīng)Ⅱ催化性能更好的催化劑延長反應(yīng)時間、使用對反應(yīng)Ⅱ催化性能更好的催化劑。
CO
2
-
3
CO
2
-
3
【答案】-245.2kJ?mol-1；增大；CH3OCH3-12e-+16OH-═2+11H2O；＜；由圖2知，此溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅰ較完全；溫度升高，反應(yīng)Ⅱ平衡左移，導致CH3CH2OH物質(zhì)的量分數(shù)降低；溫度升高，反應(yīng)Ⅰ平衡左移超過反應(yīng)Ⅱ平衡左移的幅度；延長反應(yīng)時間、使用對反應(yīng)Ⅱ催化性能更好的催化劑
CO
2
-
3
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：46引用：1難度：0.6
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1．升高溫度，下列數(shù)據(jù)不一定增大的是（ ）
發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：31引用：4難度：0.7 -
2．催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生以下兩個平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是（ ）
①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：90引用：3難度：0.5 -
3．現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應(yīng)達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學院長春應(yīng)用化學研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應(yīng)式為．
②工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時，有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：26引用：3難度：0.5
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