二甲醚(CH
3OCH
3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料,在未來可能替代汽車燃油、石油液化氣、城市煤氣等,市場前景極為廣闊。它清潔、高效,具有優(yōu)良的環(huán)保性能。
工業(yè)上制二甲醚是在一定溫度(230~280 ℃)、壓強(qiáng)(2.0~10.0 MPa)和催化劑作用下進(jìn)行的,反應(yīng)器中發(fā)生了下列反應(yīng)。
CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g) ΔH
1=-90.7 kJ·mol
-1、
2CH
3OH(g)

CH
3OCH
3(g)+H
2O(g) ΔH
2=-23.5 kJ·mol
-1、
CO(g)+H
2O(g)

CO
2(g)+H
2(g) ΔH
3=-41.2 kJ·mol
-1、
(1)反應(yīng)器中的總反應(yīng)可表示為3CO(g)+3H
2(g)

CH
3OCH
3(g)+CO
2(g),則該反應(yīng)的ΔH=__________,平衡常數(shù)表達(dá)式為____________________,在恒溫、可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng),增大壓強(qiáng),二甲醚的產(chǎn)率會(huì)________(填升高、降低或不變)。
(2)二氧化碳是一種重要的溫室氣體,減少二氧化碳的排放是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。目前,由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大進(jìn)展,其化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO
2(g)+6H
2(g)??CH
3OCH
3(g)+3H
2O(g) ΔH>0。
該反應(yīng)在恒溫、體積恒定的密閉容器中進(jìn)行,下列不能作為該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)的是________。
A.容器內(nèi)混合氣體的密度不變
B.容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)保持不變
C.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
D.單位時(shí)間內(nèi)消耗2 mol CO
2的同時(shí)消耗1 mol二甲醚
(3)二甲醚氣體的燃燒熱為1 455 kJ·mol
-1,工業(yè)上用合成氣(CO、H
2)直接或間接合成二甲醚。下列有關(guān)敘述正確的是________。
A.二甲醚分子中含共價(jià)鍵
B.二甲醚作為汽車燃料不會(huì)產(chǎn)生污染物
C.二甲醚與乙醇互為同系物
D.表示二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH
3OCH
3(g)+3O
2(g)=2CO
2(g)+3H
2O(g) ΔH=-1 455 kJ·mol
-1(4)綠色電源“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖如圖所示:正極為________(填“A電極”或“B電極”),寫出A電極的電極反應(yīng)式:________________________________________。
