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  • 1. (2022·晋中模拟) 二甲醚又称甲醚,是一种十分重要的化工原料,在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。一定条件下,利用合成气(CO、H2)合成二甲醚,其中主要包括以下三个相互联系的反应:

    i.合成气合成甲醇:CO(g) +2H2 (g) CH3OH(g);

    ii.甲醇脱水生成二甲醚:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g);

    iii.水煤气变换反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。

    请回答下列问题:

    1. (1) 已知相关物质变化的焓变如图1所示,写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式: 

    2. (2) 有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下,由CO和H2直接制备二甲醚,结果如图2所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因是

    3. (3) 实验室模拟上述合成过程,在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H2 , 连续发生以上i、ii、iii反应,2 h后达到平衡,测得混合体系中各组分浓度如下表:

      物质

      H2

      CH3OH

      H2O

      CO2

      物质的量浓度/(mol·L-1)

      l.44

      0. 78

      0. 12

      0.84

      ①平衡后,整个过程中CO的转化率为;v(CH3OCH3)=mol· L-1· h-1

      ②反应ii的K=(保留两位小数)。

    4. (4) 合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示,电极A上H2参与的电极反应为 ,假设催化炉产生的CO与H2的物质的量之比为2:1,电极A处产生的CO2有部分参与循环利用,其利用率为

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