二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”。以CO2、H2为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下:
Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1=-122.5kJ•mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=-204.7kJ/mol-204.7kJ/mol。
(2)在压强.CO2和H2的起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ,实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。
已知:CH3OCH3的选择性=2×CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物质的量×100%其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线①① (填“①”或“②”);温度高于300℃时,曲线②随温度升高而升高的原因是温度高于300℃时,以反应Ⅱ为主,反应Ⅱ为吸热反应,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大温度高于300℃时,以反应Ⅱ为主,反应Ⅱ为吸热反应,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大;为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择的反应条件为dd。(填标号)
a.低温、低压
b.高温、高压
c.高温,低压
d.低温高压
(3)也可以利用甲醇脱水制备二甲醚:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)。
已知:lnKp=-2.205+2708.6137T,其中KP为以分压表示的平衡常数,T为热力学温度。
①为提高CH3OCH3的平衡产率,可以采取的措施有将产物CH3OCH3或H2O液化移去将产物CH3OCH3或H2O液化移去。(任写一条)
②473K时,在密闭容器中加入一定量CH3OH(g),采用合适的催化剂进行反应,达到平衡时体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数为cc。(填标号)
a.<13
b.13
c.13~12
d.13
(4)对于反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.1kJ•mol-1反应速率v=v正-v逆=k正p(CO2)•p(H2)-k逆p(CO)•p(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,中为气体的分压(分压-总压×物质的量分数)。
①降低温度,k正-k逆减小减小。(填“增大”、“减小”或“不变”)
②在TK、101kPa下,按照n(CO2):n(H2)=1:1投料,CO2转化率为50%时,v正v逆=45,用气体分压表示的平衡常数Kp=0.80.8。
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物质的量
反应的
CO
2
的物质的量
2708
.
6137
T
1
3
1
3
1
3
1
2
1
3
v
正
v
逆
4
5
【答案】-204.7kJ/mol;①;温度高于300℃时,以反应Ⅱ为主,反应Ⅱ为吸热反应,平衡正向移动,CO2平衡转化率增大;d;将产物CH3OCH3或H2O液化移去;c;减小;0.8
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:80引用:2难度:0.4
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