二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,總反應的熱化學方程式如下。2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-206.0kJ/mol
工業(yè)中采用“一步法”,通過復合催化劑使下列甲醇合成和甲醇脫水反應同時進行:
?。状己铣煞磻?!--BA-->CO+2H2?CH3OHCO+2H2?CH3OH
ⅱ.甲醇脫水反應:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.0kJ/mol
(1)起始時向容器中投入2mol CO和4mol H2,測得某時刻上述總反應中放出的熱量為51.5kJ,此時CO的轉化率為 25%25%。
(2)請補全甲醇合成反應的熱化學方程式:2CO(g)+4H2(g)?2CH3OH(g)△H=-182.0kJ/mol2CO(g)+4H2(g)?2CH3OH(g)△H=-182.0kJ/mol。
(3)甲醇脫水反應2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)在某溫度下的化學平衡常數(shù)為400。此溫度下,在恒容密閉容器中加入一定量的CH3OH(g),測得某時刻各組分濃度如表所示。此時反應 已達到已達到(填“已達到”或“未達到”)化學平衡狀態(tài)。
物質 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol/L) | 0.02 | 0.4 | 0.4 |
資料:二甲醚的選擇性是指轉化為二甲醚的CO在全部CO反應物中所占的比例。
①圖1中,溫度一定,壓強增大,二甲醚選擇性增大的原因是
增大壓強,副反應CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)逆向移動被抑制,主反應2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)不受壓強影響
增大壓強,副反應CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)逆向移動被抑制,主反應2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)不受壓強影響
。②圖2中,溫度高于265℃后,二甲醚選擇性降低的原因有
主反應中2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)正向為放熱反應,升高溫度平衡逆移,二甲醚選擇性降低,副反應CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)正向為吸熱反應,升高溫度平衡正移,副產(chǎn)物增加,二甲醚選擇性降低
主反應中2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)正向為放熱反應,升高溫度平衡逆移,二甲醚選擇性降低,副反應CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)正向為吸熱反應,升高溫度平衡正移,副產(chǎn)物增加,二甲醚選擇性降低
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【答案】CO+2H2?CH3OH;25%;2CO(g)+4H2(g)?2CH3OH(g)△H=-182.0kJ/mol;已達到;增大壓強,副反應CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)逆向移動被抑制,主反應2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)不受壓強影響;主反應中2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)正向為放熱反應,升高溫度平衡逆移,二甲醚選擇性降低,副反應CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)正向為吸熱反應,升高溫度平衡正移,副產(chǎn)物增加,二甲醚選擇性降低
【解答】
【點評】
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