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(2013•无锡一模)天然气、煤炭气(CO、H2)的研究在世界上相当普遍.其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚,二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源,比其他制氢技术更有优势.主
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/b8014a90f603738ddd77b693b01bb051f819ec46.jpg)
①CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g);△H=37kJ•mol-1
②CH3OH(g)+H2O(g)⇌3H2(g)+CO2(g);△H=49kJ•mol-1
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g);△H=41.3kJ•mol-1
其中反应③是主要的副反应,产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响.
请回答下列问题:
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,该反应的化学方程式为3CH4+CO2-→2CH3OCH33CH4+CO2-→2CH3OCH3.
(2)CH3OCH3(g)与水蒸气制氢气的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3H2O(g)⇌6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJ•mol-1CH3OCH3(g)+3H2O(g)⇌6H2(g)+2CO2(g)△H=135 kJ•mol-1.
(3)下列采取的措施和解释正确的是ABDABD(填字母).
A.反应过程在低温进行,可减少CO的产生
B.增加进水量,有利于二甲醚的转化,并减少CO的产生
C.选择在高温具有较高活性的催化剂,有助于提高反应②CH3OH的转化率
D.体系压强升高,虽然对制取氢气不利,但能减少CO的产生
(4)煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇,反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H<0.现将10mol CO与20mol H2置于密闭容器中,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA大于大于tB(填“大于”“小于”或“等于”).
②A、C两点的平衡常数KA大于大于KC(填“大于”“小于”或“等于”).
(5)某工作温度为650℃的熔融盐燃料电池,是以镍合金为电极材料,负极通入煤炭气(CO、H2),正极通入空气与CO2的混合气体,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质.
请写出正极的电极反应式:O2+4e-+2CO2═2CO32-O2+4e-+2CO2═2CO32-.
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答案和解析
(1)二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得,反应的化学方程式为:3CH4+CO2-→2CH3OCH3,故答案为:3CH4+CO2-→2CH3OCH3;(2)①CH3OCH3(g)+H2O(g)⇌2CH3OH(g)△H=37kJ•mol-1;②CH3OH(g)+H2O(g)⇌3H2(g...
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