Question

二甲醚（CH₃OCH₃）是無色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣（組成為H₂、CO和少量的CO₂）直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應(yīng)：

甲醇合成反應(yīng)：

(i)CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)           △H=—90.1kJ•mol^—1

(ii)CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)   △H=—49.0kJ•mol^—1

水煤氣變換反應(yīng)：

(iii)CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g) +H₂(g)      △H=—41.1kJ•mol^—1

二甲醚合成反應(yīng)：

(iv)2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃+H₂O(g)     △H=—24.5kJ•mol^—1

回答下列問題：

（1）Al₂O₃是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al₂O₃的主要工藝流程是                                                                             

                                                                         （以化學(xué)方程式表示）。

（2）分析二甲醚合成反應(yīng)(iv)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響                                              

                                                                                            

（3）由H₂和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學(xué)方程式為                            

                       ，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響            

                                                                                             

（4）有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al₂O₃）、壓強為5.0MPa的條件下，由H₂和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如右圖所示，其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是                                                       

（5）二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃料電池（5.93kW•h•kg^—1）。若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為

                                                                 ，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生    個電子的電量；該電池的理論輸出電壓為1.20V，能量密度E=                                                                     

                                                                （列式計算。能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kW•h=3.6×10⁶J）。

Answer 1