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和少量的CO2)直接制备二甲醚.其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应:+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1＝-90.1 kJ·mol-1(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2＝-49.0 kJ·mol-1水煤气变换反应:+H2 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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和少量的CO₂)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)    ΔH₁＝－90.1 kJ·mol^－1
(ⅱ)CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)    ΔH₂＝－49.0 kJ·mol^－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H₂O(g)=CO₂(g)＋H₂(g)   ΔH₃＝－41.1 kJ·mol^－¹
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)    ΔH₄＝－24.5 kJ·mol^－1
回答下列问题：
(1)Al₂O₃是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al₂O₃的主要工艺流程是____________________________________________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化剂(含CuZnAlO和Al₂O₃)、压强为5.0 MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)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(5.93 kW·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；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝_______________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×10⁶ J)。

(1)Al₂O₃(铝土矿)＋2NaOH＋3H₂O=2NaAl(OH)₄、NaAl(OH)₄＋CO₂=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃、2Al(OH)₃Al₂O₃＋3H₂O　(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H₂O，通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO　(3)反应放热，温度升高，平衡左移
(4)CH₃OCH₃＋3H₂O=2CO₂＋12H^＋＋12e^－　12
÷(3.6×10⁶J·kW^－¹·h^－¹)＝8.39 kW·h·kg^－¹

解析

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：
(1)铝土矿的主要成分是Al₂O₃，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质；
(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na₂SiO₃＋2NaAlO₂＋2H₂O=Na₂Al₂Si₂O₈↓＋4NaOH
回答下列问题：
(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：                                                          。
(2)滤渣A的主要成分为       ；滤渣A的用途是       (只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是       。
(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是          。
(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用       (填编号)。
A．浓硫酸       B．稀硫酸       C．稀硝酸
理由是                                                    。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS₂)为原料制备金属铜，有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加人石英，再通人空气进行焙烧，即可制得粗铜。
（1）焙烧的总反应式可表示为：2CuFeS₂ + 2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSi0₃+4SO₂该反应的氧化剂是_____。
（2）下列处理SO₂的方法，不合理的是_____

A．高空排放

B．用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠

C．用氨水吸收后，再经氧化制备硫酸铵

D．用BaCl₂溶液吸收制备BaSO₃

（3）炉渣主要成分有FeO 、Fe₂O₃、SiO₂ ,Al₂O₃等，为得到Fe₂O₃加盐酸溶解后，后续处理过程中,未涉及到的操作有_____。
A过滤；B加过量NaOH溶液；C蒸发结晶；D灼烧；E加氧化剂
II.FeCl₃溶液浸取工艺:其生产流程如下图所示

（4）浸出过程中，CuFeS₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式为 _____________。
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质是_____(填化学式)。
（6）若用石墨电极电解滤液，写出阳极的电极反式_____________。
（7）黄铜矿中含少量Pb,调节C1^一浓度可控制滤液中Pb²⁺的浓度，当c(C1^一)＝2mo1·L^-1时溶液中Pb²⁺物质的量浓度为__mol·L^-1。[已知K_SP(PbCl₂)＝1 x 10^一5]

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO₄·7H₂O）和胆矾晶体（CuSO₄·5H₂O），其实验方案如下：

请回答下列问题：
（1）过滤用的玻璃仪器有________。
（2）小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因：________________________，要想由沉淀I最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进：______________________。
（3）小组成员从资料中获知H₂O₂是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H₂O₂可以使B溶解，则该反应的化学方程式为______________________。
（4）有同学提出可将方案中最初溶解合金的盐酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，你认为后者方案相对于前者方案________（填“更合理” 或“不合理”），理由是__________。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

柠檬酸亚铁(FeC₆H₆O₇)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO₄·7H₂O)通过下列反应制备：
FeSO₄＋Na₂CO₃=FeCO₃＋Na₂SO₄
FeCO₃＋C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇＋CO₂＋H₂O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－¹计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe³^＋	1.1	3.2
Al³^＋	3.0	5.0
Fe²^＋	5.8	8.8

(1)制备FeCO₃时，选用的加料方式是________(填字母)，原因是_________________________________
a．将FeSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中
c．将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_______________________________。
(3)将制得的FeCO₃加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。
①铁粉的作用是_____________________。
②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是________________________________。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是__________________。

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO₄·7H₂O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，________，得到FeSO₄溶液，________，得到FeSO₄·7H₂O晶体。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。

请回答：
（1）金属铝常用来制造容器，但铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性等食物，写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_____________________________________。
石油炼制和煤的干馏产品________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
（2）在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
（3）工业上通过电解熔融的MgCl₂制取金属镁，电解反应方程式为________________。镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物，请说明理由。________________________________________________。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl₃易升华。工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如图所示:

（1）加入吸收塔的吸收剂X应是   （填字母编号）。
a.NaOH溶液      b.饱和食盐水        c.FeCl₂溶液      d.淀粉KI溶液
（2）取0.5 mL饱和FeCl₃溶液滴入50 mL沸水中,得红褐色氢氧化铁胶体,则发生反应的离子方程式为                  。
（3）实验室中从FeCl₃溶液制得FeCl₃·6H₂O晶体的过程中,需先加入   且保持过量,然后进行的操作依次为   、冷却结晶、过滤。
（4）将H₂S气体通入FeCl₃溶液中会出现浑浊,则其反应的离子方程式为          。
（5）铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示（电极材料为石墨）,工作原理为:Fe³⁺+Cr²⁺Fe²⁺+Cr³⁺
则电池放电时,Cl^-将移向   极（填“正”或“负”）;充电时,阴极的电极反应式为                  。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

氟化铜是一种锂/氟化铜电池正极活性材料，可通过下列方法制备：在铂皿中将氧化铜用过量的40%氢氟酸溶解，先制成CuF₂·5HF·5H₂O，再将生成物放入镍管内的铂舟中，在干燥的氟化氢气流中以400%进行加热脱水，最后通入氮气。
（1）制备过程中用铂皿而不用玻璃器皿的原因是______________________________________（用化学方程式表示）。
（2）锂/氟化铜电池放电时总反应为置换反应，其化学方程式为____________________________________________________。
（3）准备称取上述制备的样品（仅含CuF₂和CuO） 2.120 g，在通风橱中加入稀硫酸至完全溶解，然后加入足量的氢氧化钠溶液，得沉淀，将沉淀充分灼烧，得1.680 g黑色固体，计算样品中CuF₂和CuO的物质的量之比。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

铁和铁的化合物用途广泛。请回答下列问题：
（1）写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时正极反应的电极反应式：_______________________。
将生锈的铁屑放入H₂SO₄溶液中充分溶解后，在溶液中并未检测出Fe³^＋，用离子方程式说明原因：______________________________________。
（2）爱迪生蓄电池的反应式为
①爱迪生蓄电池的正极是，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成Fe的反应类型是______。
②高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式___________________________________。

③你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由错误的是 ______。
a．高铁酸钠溶于水形成一种胶体，具有较强的吸附性
b．高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe³^＋，Fe³^＋水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质
c．高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌
d．高铁酸钠具有强还原性，能消毒杀菌
（3）某FeO、Fe₂O₃混合物中，铁、氧的物质的量之比为4︰5，其中Fe²⁺与Fe³⁺物质的量之比为___________。

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