题目

题型：不详难度：来源：

（15分）二甲醚与水蒸气重整制氢气作为燃料电池的氢源，比其他制氢技术更有优势。主要反应为：
① CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)2CH₃OH(g)         ΔH＝+37 kJ·mol^－1
② CH₃OH(g) + H₂O(g) 3H₂(g) + CO₂(g)  ΔH＝+49 kJ·mol^－1
③ CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)         ΔH＝+41.3 kJ·mol^－1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO能毒害燃料电池Pt电极。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
                                                                。
（2）CH₃OCH₃(g)与水蒸气重整制氢气的热化学方程式为
                                                                。
（3）下列采取的措施和解释正确的是           。（填字母序号）
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．选择在低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，对制取氢气不利，且对减少CO的产生几乎无影响
（4）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应①，测得反应达到平衡时的有关数据如下。

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol CH3OCH3、1mol H2O	2mol CH3OH	1mol CH3OH
CH3OH的浓度（mol/L）	c1	c2	c3
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V1	V2	V3
反应物转化率	α 1	α 2	α 3

下列说法正确的是          。（填字母序号）
A. a+2c="37 "      B. α₁ + α₂="1"       C. V₁ > V₃      D. c₁=2c₃
（5）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极也可直接构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是                                             。

答案

（15分）（1）3CH₄+CO₂→2 CH₃OCH₃（3分）
（2）CH₃OCH₃(g) +3H₂O(g) 6H₂(g) +2 CO₂(g)  ΔH＝135 kJ·mol^－1（3分）
（3）A、B、D（3分）（4）A、B、C（3分）
（5）CH₃OCH₃＋16OH^－－12e^－ = 2CO₃^2－＋11H₂O。（3分）

解析

略