二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型能源，它清洁、高效、具有优良的环保性能。

题目内容：

二甲醚(CH₃OCH₃)被称为21世纪的新型能源，它清洁、高效、具有优良的环保性能。

Ⅰ.工业制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中(压强2.0～10.0 MPa，温度230～280℃)进行下列反应：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)ΔH＝－90.7 kJ/mol ①

2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)ΔH＝－23.5 kJ/mol ②

CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)ΔH＝－41.2 kJ/mol ③

(1)甲烷氧化可制得合成气，反应如下：CH₄(g)＋O₂(g) CO(g)＋2H₂(g) ΔH＝－35.6 kJ/mol。该反应是反应(填“自发”或“非自发”)。

(2)催化反应室中总反应3CO(g)＋3H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的ΔH＝。830℃时反应③的K＝1.0，则在催化反应室中反应③的K1.0(填“>”、“<”或“＝”)。

(3)上述反应中，可以循环使用的物质有。

Ⅱ.如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。b电极是极。

正确答案：

Ⅰ.(1)自发 (2)－246.1 kJ/mol >

(3)CO、H₂、甲醇和水

Ⅱ.正

答案解析：

Ⅰ.(1)反应后气体的物质的量增大，混乱度增加，熵增大，ΔS>0，由复合判据得该反应能自发进行。

(2)反应3CO(g)＋3H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)可利用题给的三个反应，将①×2＋②＋③得到，则ΔH＝－90.7 kJ/mol×2＋(－23.5 kJ/mol)＋(－41.2 kJ/mol)＝－246.1 kJ/mol；因为催化反应室中的温度低于830℃，温度降低，反应③的平衡向正反应方向移动，故K>1.0。

(3)从流程图中可以看出排出的物质CO、H₂、甲醇和水在反应①、②、③中可以作为反应物，故均可以循环利用。

Ⅱ.燃料电池中通入O₂的一极发生还原反应，即b电极是正极。

考点核心：

反应热，焓变：化学能可以转化为热能、电能和光能等，化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。 1．定义：在化学反应过程中，当生成物和反应物具有相同温度时所放出或吸收的热量，通常叫做化学反应的反应热。在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变。 2．符号：△Ⅳ 3．单位：kJ·mol^-1 4．产生原因：化学反应过程中旧键断裂吸收的总能量与新键形成释放的总能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化——吸热或放热。 5．表示方法：放热反应的△H<0，吸热反应的△H>0.