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

Question

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）△H=-55.7kJ/mol
②2CH₃OH（l）=CH₃OCH₃（g）+H₂O （l）△H=-23.4kJ/mol
③CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O （l）△H>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．如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°C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0.15mol•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）①CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-55.7kJ/mol
②2CH₃OH（l）=CH₃OCH₃（g）+H₂O （l）△H=-23.4kJ/mol
③CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O （l）△H>0
则依据盖斯定律①×2+②得到CO₂（g）加氢转化为CH₃OCH₃（g）和H₂O （l）的热化学方程式是2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3 H₂O（l）△H=-134.8kJ/mol；
故答案为：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3 H₂O（l）△H=-134.8kJ/mol；
（2）反应的化学方程式中水时液体，其他为气体，书写平衡常数K=(生成物平衡浓度的幂次方乘积)/(反应物陪你浓度的幂次方乘积)=(c(CO))/(c(CO2)c(H2))；平衡常数随温度变化，图中A点和B点的温度相同，所以平衡常数相同；图象曲线的变化和横轴、纵轴表示的物理量分析总结规律为：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；
故答案为：(c(CO))/(c(CO2)c(H2))；=；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；
（3）初始状态c（CO₂）=2mol/2L=1mol/L
            2CO₂+6H₂=CH₃OCH₃+3 H₂O
c（起始）  1.00mol/L
c（转化）  0.30mol/L  0.15mol/L
CO₂的转化率=(0.3mol/L)/(1.00mol/L)×100%=30%；
答：CO₂的转化率为30%；
（4）原电池是燃料电池，燃料在负极失电子发生氧化反应，二甲醚通入负极；电极反应用氢氧根离子配平电荷守恒得到为：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-═2CO₃^2-+11H₂O；
故答案为：负；CH₃OCH₃+16OH^--12e^-═2CO₃^2-+11H₂O．