二甲醚(CH3OCH3)是优良的洁净燃料,利用CO2催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应为:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H1>0
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2<0
反应Ⅲ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3<0
回答下列问题:
(1)甲醇水化制H2的反应能量变化如图所示,则△H2=(b-a-c)(b-a-c)kJ•mol-1(用含有a、b、c的式子表示)。

(2)在一定条件下,在恒容密闭容器中按n(H2)n(CO2)=3投料进行上述反应,CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。

①图中曲线X表示CH3OCH3(或二甲醚)CH3OCH3(或二甲醚)的平衡体积分数随温度变化,温度从453K上升至573K,CO2的平衡转化率变化的原因是453K到553K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553K到573K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高453K到553K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553K到573K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高,能同时提高CH3OCH3的平衡体积分数和CO2的平衡转化率的措施是增大压强增大压强。
②一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2进行上述反应,反应经10min达平衡,CO2的平衡转化率为30%,容器中CO(g)为0.05mol,CH3OH(g)为0.05mol。前10min CH3OCH3(g)的反应速率为0.01mol/(L•min)0.01mol/(L•min),反应Ⅲ的平衡常数KC=1616。继续向容器中加入0.1mol CH3OH(g)和0.1mol H2O(g),此时反应Ⅲ向正反应方向进行向正反应方向进行(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
=
3
【答案】(b-a-c);CH3OCH3(或二甲醚);453K到553K,主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ正反应放热,温度升高CO2的平衡转化率下降,553K到573K,主要发生反应Ⅰ,反应Ⅰ正反应吸热,温度升高CO2的平衡转化率升高;增大压强;0.01mol/(L•min);16;向正反应方向进行
【解答】
【点评】
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