(2013北京卷)6.下列设备工作时，将化学能转化为热能的是

【答案】D

【解析】

A、硅太阳能电池是将太阳能直接转化为电能，故错误;

B、锂离子电池将化学能直接转化为电能，故错误;

C、太阳能集热器是将太阳能转变为热能，故错误;

D、燃料燃烧将化学能直接转化为热能，故正确。

(2013全国新课标卷1)28.二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：

①CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1 kJ•mol-1

②CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0 kJ•mol-1

水煤气变换反应：

③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1 kJ•mol-1

二甲醚合成反应：

④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5 kJ•mol-1

⑴Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示) 。

⑵分析二甲醚合成反应④对于CO转化率的影响 。

⑶由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。

⑷有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)，压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是____________。

⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池(5.93kW•h•kg-1)，若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______________。

一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_______个电子的电量;该电池理论输出电压1.20V，能量密度E=_____(列式计算，能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kW•h=3.6×105J )

答案：(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓; 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O

(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应①平衡向右移，CO转化率增大;生成的H2O，通过水煤气变换反应③消耗部分CO。

(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ/mol;该反应分子数减小，压强升高使平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率增大。

(4)反应放热，温度升高，平衡左移

(5)CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;12

。

(1)工业上从铝土矿中提纯高纯度氧化铝的流程是：用氢氧化钠溶液溶解铝土矿，然后过滤，在滤液中通入过量的CO2，得到氢氧化铝，然后高温煅烧氢氧化铝，即可得到高纯度的氧化铝。

(2)合成二甲醚消耗甲醇，对于CO参与的反应相当于减小生成物的浓度，有利于平衡向右移动，使CO的转化率提高。

(3)根据盖斯定律可知，将①×2+④即得到反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)，所以该反应的放热△H=-90.1 kJ/mol×2-24.5 kJ/mol=-204.7kJ/mol。

(4)该反应分子数减小，压强升高使平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率增大。

(5)原电池中负极失去电子，所以负极电极反应式是CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+;二甲醚中碳原子的化合价是-2价，反应后变为+4价，失去6个电子，所以一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生12个电子的电量;由于能量密度=电池输出电能/燃料质量，所以该电池的能量密度=

。