Question

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CO2）直接制备二甲醚

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CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：①CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H1=-90.1kJ?mol-1②CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0kJ?mol-1水煤气变换反应：③CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2（g）△H3=-41.1kJ?mol-1二甲醚合成反应：④2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=-24.5kJ?mol-1（1）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为______．（2）二甲醚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烧，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为______．若电解质为KOH则负极反应为______．一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生______个电子的电量．

Answer 1

（1）①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁=-90.1kJ?mol^-1
④2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₄=-24.5kJ?mol^-1
依据盖斯定律①×2+④得到：2CO（g）+4H₂（g）=CH₃OCH₃+H₂O（g）△H=-204.7kJ?mol^-1；
故答案为：2CO（g）+4H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-204.7kJ?mol^-1；
（2）若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应为：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；
若电解质为碱性，氧气在正极发生还原反应，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，碱溶液中生成碳酸盐，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应为：CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，一个二甲醚分子经过电化学氧化失去12个电子，
故答案为：CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂+12H⁺；CH₃OCH₃+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；12．