利用CO2合成二甲醚有助于实现“碳中和”。CO2加氢合成二甲醚涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ•mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-24.5kJ•mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH3=+41.2kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的ΔH=-90.2-90.2kJ•mol−1。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g),发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达平衡时,CH3OH(g)转化率为50%。若反应前容器中含有0.5molH2O(g),则CH3OH(g)的平衡转化率为 40%40%。
(3)理论计算表明,在260℃和适当催化剂条件下,向恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),初始压强为pkPa,发生上述反应,10min时达平衡,生成0.05molCO(g)和0.3molH2O(g),容器中压强为910pkPa。若反应速率用单位时间内气体分压变化表示,则0~10min内υ(CH3OCH3)=0.00125p0.00125pkPa•min-1;Kx是以物质的量分数表示的平衡常数,反应Ⅰ平衡常数Kx=0.33.6×0.13.60.753.6×(2.353.6)30.33.6×0.13.60.753.6×(2.353.6)3(列出计算式即可)。
(4)起始投料比n(H2)n(CO2)=4,压强为3.0MPa的条件下发生上述反应,CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。

已知:二甲醚选择性=2n(CH3OCH3)参加反应的n(CO2)表示平衡时CH3OCH3选择性的曲线是 YY(填“X”或“Y”);温度高于300℃时,曲线X的纵坐标随温度升高而增大的原因是 温度高于300℃时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO2转化率增大温度高于300℃时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO2转化率增大。
(5)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 BB(填标号)。
A.低温、低压
B.低温、高压
C.高温、低压
D.高温、高压
9
10
0
.
3
3
.
6
×
0
.
1
3
.
6
0
.
75
3
.
6
×
(
2
.
35
3
.
6
)
3
0
.
3
3
.
6
×
0
.
1
3
.
6
0
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75
3
.
6
×
(
2
.
35
3
.
6
)
3
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
2
n
(
C
H
3
OC
H
3
)
参加反应的
n
(
C
O
2
)
【考点】化学平衡的计算.
【答案】-90.2;40%;0.00125p;;Y;温度高于300℃时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,CO2转化率增大;B
0
.
3
3
.
6
×
0
.
1
3
.
6
0
.
75
3
.
6
×
(
2
.
35
3
.
6
)
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:134引用:3难度:0.3
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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