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二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,工业上制二甲醚是在一定的温度(230~290℃)和催化剂条件下进行的,反应中发生了下列一些反应:CO(g)+2H2(g)..CH3OH(g)△H=-90.7kJ/mol①2CH3OH(g)..C
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/42a98226cffc1e172aafe7854990f603738de976.jpg)
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(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)
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(2)二甲醚燃料电池的工作原理如图所示,请回答下列问题:
①B电极上的电极反应式是______.
②若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12L/h(标准状况),以该燃料电池作为电源电解2mol•L-1CuSO4溶液500mL,则通电0.5h后理论上在阴极可析出的金属铜为______g.(假设整个过程中,能量利用率为75%)
▼优质解答
答案和解析
(1)依据热化学方程式和盖斯定律①×2+②+③得到:3CO(g)+3H2(g)═CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.1kJ/mol;
故答案为:-246.1kJ/mol;
(2)①反应本质是二甲醚的燃烧,原电池负极发生氧化反应,二甲醚在负极放电,正极反应还原反应,氧气在正极放电.由图可知,a极为负极,b为正极,二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子,a电极的电极反应式为 CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+;该燃料电池的最大障碍是氧化反应不完全而产生碳堵塞通入电极的气体通道;
故答案为:CH3OCH3+3H2O-12e-═2CO2+12H+;
②若以1.12L•min-1(标准状况)的速率向该电池中通入二甲醚,用该电池电解500mL 2mol•L-1 CuS04溶液,通电0.50min后,通入二甲醚物质的量=
=0.025mol;
依据电极反应电子守恒,CH3OCH3--12e---6Cu2+,整个过程中,能量利用率为75%,
n(Cu2+)=0.025mol×75%×6=0.1125mol
m(Cu)=0.1125mol×64g/mol=7.2g
答:理论上可析出金属铜的质量7.2g;
故答案为:-246.1kJ/mol;
(2)①反应本质是二甲醚的燃烧,原电池负极发生氧化反应,二甲醚在负极放电,正极反应还原反应,氧气在正极放电.由图可知,a极为负极,b为正极,二甲醚放电生成二氧化碳与氢离子,a电极的电极反应式为 CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+;该燃料电池的最大障碍是氧化反应不完全而产生碳堵塞通入电极的气体通道;
故答案为:CH3OCH3+3H2O-12e-═2CO2+12H+;
②若以1.12L•min-1(标准状况)的速率向该电池中通入二甲醚,用该电池电解500mL 2mol•L-1 CuS04溶液,通电0.50min后,通入二甲醚物质的量=
1.12L/mol×0.50min |
22.4L/mol |
依据电极反应电子守恒,CH3OCH3--12e---6Cu2+,整个过程中,能量利用率为75%,
n(Cu2+)=0.025mol×75%×6=0.1125mol
m(Cu)=0.1125mol×64g/mol=7.2g
答:理论上可析出金属铜的质量7.2g;
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