Question

【题目】I．二甲醚(DME)-种清洁的替代燃料，不含硫，不会形成微粒，而且与汽油相比，排放的NO2更少，因此是优良的柴油机替代燃料。工业上利用一步法合成二甲醚的反应如下（复合催化剂为CuO/ZnO/Al203）：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ／mol。

(1)600℃时，一步法合成二甲醚过程如下：

则△H2=____。

(2)以DME为燃料，氧气为氧化剂，在酸性电解质溶液中用惰性电极制成燃料电池，则通入氧气的电极是电源的____（填正、负）极，通DME的电极反应为

Ⅱ．2007年诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔建立了合成氨反应机制。T=673K时，各步反应的能量变化如图所示，图中的能量单位为kJ/mol（注：图中“吸”表示在催化剂表面的吸附）。请回答下列问题：

(1)合成氨反应的机理为

①________________________

(2)T=673K,合成氨反应的热化学方程式为______________

(3)液氨和水颇为相像，它能溶解多种无机及有机分子，其电离方程式可表示为2NH3 NH4++ NH2一(某温度下其离子积常数为10-30)。液氨中的pNH4与水中的pH相似，则该温度下液氨的pNH4=____。

(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料，属于离子化合物。它易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4C1类似。写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式_____。

Answer 1

【答案】 △H2=-3.78kJ/mol 正 CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+ N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=-92kJ/mol 15 N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+

【解析】I．（1）已知：①CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H1=-100.46kJ/mol

②2CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-204.7kJ/mol

根据盖斯定律：②-①×2得：2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-204.7kJ/mol-（-100.46kJ/mol）×2=-3.78kJ/mol；（2）该燃料电池中，氧气在正极得电子，则通入氧气的电极是电源的正极，负极上二甲醚失电子发生氧化反应生成二氧化碳，则负极反应式为：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+；

Ⅱ．(1) ①由图可知该反应的机理是H2→H2吸→2H→2H吸，N2吸→2N→2N吸，N吸+H吸→NH吸→NH2吸→NH3吸→NH3，则①的反应为H2→H2吸→2H→2H吸；（2）由图可以看出生成1molNH3，△H=-46kJ/mol，则反应的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=-92kJ/mol；（3）由题意可知c（NH4+）×c（NH2-）=10-30，c（NH4+）=mol/L=10-15mol/L，pNH4=15；（4）由N2H4，联想到NH3，由N2H6Cl2联想到NH4Cl，再注意到N2H4是二元碱而NH3是一元的，则盐酸肼第一步水解反应的离子方程式为N2H62++H2O [N2H5H2O]++H+。