(14分)二甲醚(CH3OCH。)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下:
(1)催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为 . (2)催化反应室A中发生的反应为: CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……(I)、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)……(Ⅱ)催化反应室C中发生的反应为: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……(Ⅲ)、CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)……(Ⅳ) ①已知:原子利用率=×100%,试求反应(Ⅳ)的原子利用率为 。 ②反应(Ⅳ)的△S 0(填“>”、“=”或“<”)。 ③在压强为5MPa,体积为VL的反应室c中,amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应(Ⅲ)生成甲醇,CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H 0(填“>”、“=”或“<”)。300℃时该反应的平衡常数K= (用含字母的代数式表示)。
(3)我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。 该燃料电池负极的电极反应式为: CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫(体积分数为x)废气的方法如下: ①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液; ②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸; ③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。 用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气,计算消耗二甲醚的质量。 |