Question

【題目】I．二甲醚(DME)-種清潔的替代燃料，不含硫，不會(huì)形成微粒，而且與汽油相比，排放的NO2更少，因此是優(yōu)良的柴油機(jī)替代燃料。工業(yè)上利用一步法合成二甲醚的反應(yīng)如下（復(fù)合催化劑為CuO/ZnO/Al203）：2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ／mol。

(1)600℃時(shí)，一步法合成二甲醚過(guò)程如下：

則△H2=____。

(2)以DME為燃料，氧氣為氧化劑，在酸性電解質(zhì)溶液中用惰性電極制成燃料電池，則通入氧氣的電極是電源的____（填正、負(fù)）極，通DME的電極反應(yīng)為

Ⅱ．2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者格哈德·埃特爾建立了合成氨反應(yīng)機(jī)制。T=673K時(shí)，各步反應(yīng)的能量變化如圖所示，圖中的能量單位為kJ/mol（注：圖中“吸”表示在催化劑表面的吸附）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)合成氨反應(yīng)的機(jī)理為

①________________________

(2)T=673K,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________

(3)液氨和水頗為相像，它能溶解多種無(wú)機(jī)及有機(jī)分子，其電離方程式可表示為2NH3 NH4++ NH2一(某溫度下其離子積常數(shù)為10-30)。液氨中的pNH4與水中的pH相似，則該溫度下液氨的pNH4=____。

(4)鹽酸肼(N2H6Cl2)是一種重要的化工原料，屬于離子化合物。它易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與NH4C1類似。寫(xiě)出鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式_____。

Answer 1

【答案】 △H2=-3.78kJ/mol 正 CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+ N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=-92kJ/mol 15 N2H62++H2O[N2H5H2O]++H+

【解析】I．（1）已知：①CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H1=-100.46kJ/mol

②2CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-204.7kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律：②-①×2得：2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-204.7kJ/mol-（-100.46kJ/mol）×2=-3.78kJ/mol；（2）該燃料電池中，氧氣在正極得電子，則通入氧氣的電極是電源的正極，負(fù)極上二甲醚失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，則負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+；

Ⅱ．(1) ①由圖可知該反應(yīng)的機(jī)理是H2→H2吸→2H→2H吸，N2吸→2N→2N吸，N吸+H吸→NH吸→NH2吸→NH3吸→NH3，則①的反應(yīng)為H2→H2吸→2H→2H吸；（2）由圖可以看出生成1molNH3，△H=-46kJ/mol，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=-92kJ/mol；（3）由題意可知c（NH4+）×c（NH2-）=10-30，c（NH4+）=mol/L=10-15mol/L，pNH4=15；（4）由N2H4，聯(lián)想到NH3，由N2H6Cl2聯(lián)想到NH4Cl，再注意到N2H4是二元堿而NH3是一元的，則鹽酸肼第一步水解反應(yīng)的離子方程式為N2H62++H2O [N2H5H2O]++H+。