Question

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

(1)600℃時，一步法合成二甲醚過程如下：

則△H2=____。

(2)以DME為燃料，氧氣為氧化劑，在酸性電解質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）極，通DME的電極反應為

Ⅱ．2007年諾貝爾化學獎獲得者格哈德·埃特爾建立了合成氨反應機制。T=673K時，各步反應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）。請回答下列問題：

(1)合成氨反應的機理為

①________________________

(2)T=673K,合成氨反應的熱化學方程式為______________

(3)液氨和水頗為相像，它能溶解多種無機及有機分子，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。寫出鹽酸肼第一步水解反應的離子方程式_____。

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，負極上二甲醚失電子發生氧化反應生成二氧化碳，則負極反應式為：CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+；

Ⅱ．(1) ①由圖可知該反應的機理是H2→H2吸→2H→2H吸，N2吸→2N→2N吸，N吸+H吸→NH吸→NH2吸→NH3吸→NH3，則①的反應為H2→H2吸→2H→2H吸；（2）由圖可以看出生成1molNH3，△H=-46kJ/mol，則反應的熱化學方程式為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，聯想到NH3，由N2H6Cl2聯想到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的離子方程式為N2H62++H2O [N2H5H2O]++H+。