Question

二甲醚（CH₃OCH₃）是無色氣體，可作為一種新型能源，由合成氣（組成為H₂、CO、和少量CO₂）直接制備二甲醚，其中主要過程包括以下四個反應：
甲醇合成反應：
①CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H₁=-90.1kJ?mol^-1
②CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=-49.0kJ?mol^-1
水煤氣變換反應：
③CO（g）+H₂O （g）=CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.1kJ?mol^-1
二甲醚合成反應：
④2CH₃OH（g）=CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₄=-24.5kJ?mol^-1
（1）由H₂和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學方程式為

 

．
（2）二甲醚燃料電池具有啟動快，效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃燒，若電解質(zhì)為酸性，二甲醚燃料電池的負極反應為

 

．若電解質(zhì)為KOH則負極反應為

 

．一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生

 

個電子的電量．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學電源新型電池

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）燃料電池中燃料在負極上失電子發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，書寫電極反應，計算電子轉(zhuǎn)移．

解答： 解：（1）①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁=-90.1kJ?mol^-1
④2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₄=-24.5kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①×2+④得到：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃+H₂O（g）△H=-204.7kJ?mol^-1；
故答案為：2CO（g）+4H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-204.7kJ?mol^-1；
（2）若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為二甲醚失電子生成二氧化碳，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫出電極反應為：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
若電解質(zhì)為堿性，氧氣在正極發(fā)生還原反應，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，二甲醚直接燃料電池的負極反應為二甲醚失電子生成二氧化碳，堿溶液中生成碳酸鹽，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫出電極反應為：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，二甲醚直接燃料電池的負極反應為二甲醚失電子生成二氧化碳，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化失去12個電子，
故答案為：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；12．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的應用，化學平衡移動原理的分析判斷，原電池原理分析和電極書寫，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．