近五年高考真题——化学反应原理(2013年全国卷1)28.(15分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源
由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括下列四个反应:甲醇合成反应:(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)H△1=-90
1kJ/mol(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2OH△2=-40
9kJ/mol水煤气变换反应:(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H△3=-41
1kJ/mol二甲醚合成反应:(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2OH△4=-24
5kJ/mol回答下列问题:(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂主要成分之一
工业上从铝土矿制备高纯度Al2O3的主要工艺流程是
(用化学方程式表示)(2)分析二甲醚合成反应(iv)对CO转化率的影响
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为
根据化学反应原理,增加压强对直接制备二甲醚的反应的影响
(4)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O、Al2O3)、压强在5
0Mpa条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如右图所示
其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5
93kW·h·kg-1)
若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为
一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生个电子的电量:该电池理论输出电压为1
20V,能量密度E=(列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量)
28.答案:(1)Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3+NaHCO3、2Al(OH)3△△Al2O3+3H2O(2)消耗甲醇,促进甲醇合成