二*醚是一種重要的清潔燃料。合成二*醚是解決能源危機的研究方向之一。(1)用CO2和H2可以合成二*醚(CH3...
問題詳情:
二*醚是一種重要的清潔燃料。合成二*醚是解決能源危機的研究方向之一。
(1)用CO2和H2可以合成二*醚(CH3OCH3)
已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=-41.1kJ/mol
2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5kJ/mol
則反應2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=________。
(2)二*醚(CH3OCH3)燃料電池可以提升能量利用率。利用二*醚**介質燃料電池電解200mL飽和食鹽水(惰*電極),電解一段時間後,*極收集到標況下的*氣2.24L(設電解後溶液體積不變)
①二*醚燃料電池的正極反應式為_____________,負極反應式為___________。
②請寫出電解食鹽水的化學方程式_______________________。
③電解後溶液的pH=_________,理論上消耗二*醚的質量為___________(保留一位小數)。
【回答】
(1). -122.5 kJ·mol-1 (2). O2+4e-+4H+=2H2O (3). CH3OCH3 -12e-+3H2O=2CO2+12H+ (4). 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ (5). 14 (6). 0.8 g
【解析】
【詳解】(1)根據題意可知熱化學方程式: ①CO(g)+ H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol;②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=-41.1kJ/mol;③2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5kJ/mol,利用蓋斯定律進行計算,將三個方程式①×2+②×2+③進行疊加,可得熱化學方程式:2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.5kJ•mol-1;
(2)①原電池中正極發生還原反應,氧氣在正極獲得電子,由於溶液顯**,所以反應產生水,正極的電極反應式是O2+4e-+4H+=2H2O;負極發生氧化反應,二*醚在負極放電,**條件下生成二氧化碳;電極反應式為:CH3OCH3 - 12e-+3H2O = 2CO2+12H+;
②在NaCl溶液中,由於離子放電能力:Cl->OH-,H+>Na+,所以Cl-在陽極放電產生*氣,*離子在*極放電產生*氣,電解食鹽水的化學方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
③電解NaCl溶液一段時間後,*極收集到標況下的*氣2.24L,n(H2)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,根據電解方程式可知反應產生NaOH的物質的量是n(NaOH)=2 n(H2) =0.2mol,則c(NaOH)=0.2mol÷0.2L=1mol/L,所以溶液的pH=14;根據原電池的負極反應式可知:1mol CH3OCH3發生反應轉移電子的物質的量是12mol,反應產生0.2molNaOH,轉移電子的物質的量是0.2mol,則需要CH3OCH3的物質的量是0.2mol÷12=0.17mol,其質量是m(CH3OCH3)=0.17mol×46g/mol=0.8g。
知識點:電化學 膠體
題型:填空題
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