解题思路:(1)①该装置中含有质子交换膜,则电解质溶液为酸性,酸性条件下,乙醇燃料电池中,负极上乙醇失电子发生氧化反应;
②根据盖斯定律计算;
(2)①K=
c(C
O
2
).c(
H
2
)
c(CO).c(
H
2
O)];
②根据原子守恒计算;
③根据一氧化碳的和二甲醚计算其转化率,再根据其转化率计算生成二甲醚的质量.
(1)①该装置中含有质子交换膜,则电解质溶液为酸性,酸性条件下,乙醇燃料电池中,负极上乙醇失电子和水反应生成乙酸和氢离子而发生氧化反应,电极反应式为:CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+,
故答案为:CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+;
②CO(g)+[1/2]O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1Ⅰ
H2(g)+[1/2]O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/molⅡ
C2H5OH(l)+3O2(g)=3H2O(l)+2CO2(g)△H=-1365.5kJ/molⅢ
将方程式Ⅰ×2+Ⅱ×4-Ⅲ得
2CO(g)+4H2(g)⇌CH3CH2OH(l)+H2O(l)△H=(-283.0kJ•mol-1)×2+(-285.8kJ/mol)×4-(-1365.5kJ/mol )=-343.7 kJ•mol-1,
故答案为:-343.7 kJ•mol-1;
(2)①相同条件下,同一体系中的各组分的体积分数之比等于其浓度之比,所以K=
c(CO2).c(H2)
c(CO).c(H2O)=[0.18×0.54/0.045×0.03]=72,故答案为:72;
②根据原子守恒得V(H2):V(CO)=[V(H2O)+2V(CH3OH)+3V((CH3)2O)+V(H2)]:[V(CO)+V(CO2)+V(CH3OH)+2V((CH3)2O)]=(0.03+2×0.015+3×0.18+0.54):(0.045+0.18+0.015+2×0.18)=1.9,
故答案为:1.9;
③生成二甲醚的CO转化率为:(0.18×2)÷0.6=0.6,m(二甲醚)=[100t×80%/12×90%×0.6×
1
2×46=82.8 t,故答案为:82.8t.
点评:
本题考点: 化学电源新型电池;有关反应热的计算;化学平衡的计算.
考点点评: 本题考查了原电池原理、盖斯定律、化学平衡等知识点,根据原电池正负极上得失电子、盖斯定律及原子守恒来分析解答,难度中等.
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