9.
二甲醚\(\rm{(CH_{3}OCH_{3})}\)被称为\(\rm{21}\)世纪的新型能源,它清洁、高效、具有优良的环保性能。
Ⅰ\(\rm{.}\)工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中\(\rm{(}\)压强\(\rm{2.0~10.0 MPa}\),温度\(\rm{230~280 ℃)}\)进行下列反应:
\(\rm{CO(g)+2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\) \(\rm{⇌ }\)\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{OH(g)}\) \(\rm{ΔH=-90.7 kJ/mol①}\)
\(\rm{2CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{OH(g)}\) \(\rm{⇌ }\)\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{OCH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{(g)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O(g)}\) \(\rm{ΔH=-23.5 kJ/mol②}\)
\(\rm{CO(g)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O(g)}\) \(\rm{⇌ }\)\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)+H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\) \(\rm{ΔH=-41.2 kJ/mol③}\)
\(\rm{(1)}\)甲烷氧化可制得合成气,反应如下:\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{(g)+}\)\(\rm{ \dfrac{1}{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\) \(\rm{⇌ }\)\(\rm{CO(g)+2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\) \(\rm{ΔH=-35.6 kJ/mol}\)。该反应是________反应\(\rm{(}\)填“自发”或“非自发”\(\rm{)}\)。
\(\rm{(2)}\)催化反应室中总反应\(\rm{3CO(g)+3H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\) \(\rm{⇌ }\)\(\rm{CH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{OCH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{(g)+CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\)的\(\rm{ΔH=}\)________。\(\rm{830 ℃}\)时反应\(\rm{③}\)的\(\rm{K=1.0}\),则在催化反应室中反应\(\rm{③}\)的\(\rm{K}\)________\(\rm{1.0(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)。
\(\rm{(3)}\)上述反应中,可以循环使用的物质有_____________________________。
Ⅱ\(\rm{.}\)如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。\(\rm{b}\)电极是___________极。