（16分）二甲醚是重要的有机中间体，利用二氧化碳加氢合成二甲醚能变废为宝，且可替代汽油作为新型清洁燃料。（1）常温常压下，二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳：①CO2(g)

Question

（16分）二甲醚是重要的有机中间体，利用二氧化碳加氢合成二甲醚能变废为宝，且可替代汽油作为新型清洁燃料。

（1）常温常压下，二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳：

①CO₂ (g)＋3H₂(g)＝CH₃OH(l)＋H₂O(l)    △H₁ ＝－55.7 kJ/mol

②2CH₃OH(l) ＝ CH₃OCH₃(g)＋H₂O (l)   △H₂ ＝－23.4 kJ/mol

③CO₂ (g)＋3H₂(g) ＝CO (g) + H₂O (l)     △H ₃>0

则CO₂(g)加氢转化为CH₃OCH₃(g)和H₂O (l)的热化学方程式是___________________________________________________。

（2）合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂，硅铝比例不同，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。下图是硅铝比与产物选择性图：

反应③的平衡常数表达式为                 ，图中A点和B点的平衡常数比较：K_A______K_B（填“>、=、<”）。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：                  ___________________。

（3）在280^oC时，向一个2L的密闭容器中加入等量2mol二氧化碳和氢气， A点二甲醚的浓度为0.15 mol·L^－1，计算在A点二氧化碳的转化率，要求写出计算过程。

（4）二甲醚逐渐发展为替代汽油的清洁燃料，在二甲醚燃料电池中，二甲醚通入______极，碱性条件下，该电极反应式是                 。

 

Answer 1

（1）2CO₂(g)+6H₂(g) = CH₃OCH₃(g)+3 H₂O(l)    △H ＝－134.8kJ/mol  （3分）

（2）K=（2分）    “=” （2分）

a.温度越高，二甲醚的选择性越大；b.低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大，高温时随着硅铝比增大，二甲醚的选择性先增大后减小。（其它正确答案均可得分，2分）

（3）起始状态c(H₂)=c(CO₂)=2mol/2L=1mol/L

2CO₂+6H₂=CH₃OCH₃+ 3H₂O

c(起始)  1.00mol/L    1.00mol/L        0           0

c(转化)  0.30mol/L    0.90mol/L     0.15mol/L     0.45mol/L

c(平衡)  0.70mol/L    0.10mol/L     0.15mol/L     0.45mol/L

CO₂的转化率=（2分，答案正确且有过程均给2分）

（4）负  （2分）    CH₃OCH₃+16OH^-－12e^-═2CO₃^2-+11H₂O（3分，配平错误只扣1分）