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二甲醚(CH3OCH3)是一种新兴化工原料,具有甲基化反应性能。 l.二甲醚的生产: 二甲醚的生产原理之一是利用甲醇脱水成二甲醚,化学方程式如下: 反应i 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2...
题目内容:
二甲醚(CH3OCH3)是一种新兴化工原料,具有甲基化反应性能。
l.二甲醚的生产:
二甲醚的生产原理之一是利用甲醇脱水成二甲醚,化学方程式如下:
反应i 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1
(1)已知:甲醇、二甲醚的气态标准燃烧热分别为-761.5kJ·mol-1、-1455.2kJ·mol-1,且H2O(g)=H2O(1) △H=-44.0kJ·mol-1。
反应i的△H1=___________ kJ·mol-1。
(2)反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率与不同催化剂的关系如图1所示,生产时,选择的最佳催化剂是___________。
(3)选定催化剂后,测得平衡时的甲醇转化率与温度的关系如图2所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为:
反应ii 2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ·mol-1
①工业上生产二甲醚的温度通常在270-300℃,高于330℃之后,甲醇转化率下降,根据化学平衡移动原理分析原因是______________________;根据化学反应速率变化分析原因是______________________。
②某温度下,以CH3OH(g)为原料,平衡时各物质的分压数据如下表:
则反应i中,CH3OH(g)的平衡转化率α=___________,反应i的平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算;结果保留两位有效数字)
Ⅱ.二甲醚的应用:
(4)图3为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图:
①该电池的负极反应式为:______________________;
②若串联该燃料电池电解硫酸钠溶液,消耗4.6g二甲醚后总共可在电解池两极收集到13.44L(标况)气体,该套装置的能量利用率为___________。(保留3位有效数字)
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