Question

煤的气化技术发展较早，近几年来煤的气化技术更多的倾向于用水煤浆与粉煤为原料的加压气化技术。煤的气化的流程示意图如下：

（1）煤的气化过程中，存在如下反应：

① C（s）+O₂(g) CO₂(g)    △H₁=－394.1kJ/mol

②2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g)   △H₂=－566.0kJ/mol

③2H₂(g)+O₂(g)2H₂O(g)   △H₃=－483.6kJ/mol

写出利用水煤浆生产水煤气的热化学方程式___________________。

（2）一定条件下，由H₂和CO可直接制备二甲醚（CH₃OCH₃）（产物中还有水蒸气），结果如图所示：

①合成二甲醚的化学方程式为___________________________

②其中CO的转化率随温度的升高而降低的原因_________________。

③有利于该反应充分进行的条件是______________ (填字母)

a.高温低压     b.低温高压       c.高温高压     d.低温低压

④在实际生产中选择了适宜温度和压强，原因是考虑了________因素

（3）图中，甲装置为CH₃OCH₃碱性燃烧电池，其电极均为Pt电极。装置乙中，C、D电极为Pb电极，其表面均覆盖着PbSO4，其电解液为稀H₂SO₄溶液。

① 写出甲装置中B极的电极反应____________________________

② 写出乙装置中D极的电极反应式___________________________

③ 当有46克二甲醚参加反应时，电路中通过的电子的物质的量为____mol

Answer

C（s）+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+130.7kJ/mol 4H2+2COCH3OCH3+H2O 反应放热，升温平衡逆移，CO转化率降低 b 速率、成本、设备、催化剂活性等 O2+2H2O+4e-=4OH- PbSO4+2e-=Pb+SO42- 12

【解析】（1）根据① C（s）+O2(g) CO2(g) △H1=－394.1kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=－566.0kJ/mol

③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=－483.6kJ/mol

水煤气的热化学方程式C（s）+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H=+130.7kJ/mol。

（2）①由H2和CO可直接制备二甲醚（CH3OCH3）的化学方程式为：4H2+2COCH3OCH3+H2O。

②该反应是一个放热反应，根据化学平衡移动原理可知，升高温度，平衡向逆反应反向移动，所以CO的转化率将会降低。

③由图像知随温度的升高，CO的转化率降低，说明此反应为放热反应，根据反应方程式知此反应是气体体积减小的反应，因此选择低温高压，有利于该反应充分进行。答案：b。

④在实际生产中选择了温度过低，化学反应太慢，同时催化剂活性也受影响；压强太高，设备要求就很高。综合各种因素所以要考虑：速率、成本、设备、催化剂活性等。

(3) ①甲醇燃料碱性电池中,加入燃料的电极是负极,即A为负极,B为正极通入氧气得电子,因此B极的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-; 
②乙装置为电解池,电解时D极与原电池的负极相连，做阴极得电子，其电极反应式为： PbSO4+2e-=Pb+SO42-
③ 由 CH3OCH3+16OH--12e-==2CO32-+11H2O

46 g 12mol

46g Xmol

X=12mol