1.
(2016·大庆模拟)
开发清洁能源是当今研究的热点问题.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用,工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3 . 工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0Mpa,温度230~280℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1=﹣99kJ•mol﹣1
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=﹣23.5kJ•mol﹣1
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H3=﹣41.2kJ•mol﹣1
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(1)
催化反应室中的总反应3CO(g)+3H
2(g)⇌CH
3OCH
3(g)+CO
2(g),计算△H=
.反应原料来自煤的气化.已知该反应的平衡常数表达式为K=
,每生成1mol H
2需要吸收131.3kJ的热量.写出该反应的热化学方程式
.
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(2)
在该条件下,若反应①的起始浓度分别为:c(CO)=0.6mol•L﹣1 , c(H2)=1.4mol•L﹣1 , 8min后达到平衡,CO的转化率为50%,则8min内H2的平均反应速率为.
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(3)
在t℃时,反应②的平衡常数为400,此温度下,在1L的密闭容器中加入一定的甲醇,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
c(mol•L﹣1) | 0.46 | 1.0 | 1.0 |
此时刻v正 v逆(填“>”“<”或“=”),平衡时c(CH3OCH3)的物质的量浓度是.
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(4)
在(1)小题中催化反应室的总反应3CO(g)+3H
2(g)⇌CH
3OCH
3(g)+CO
2(g),CO的平衡转化率a(CO)与温度、压强的关系如图1所示,图中X代表
(填“温度”或“压强”)判断的理由是
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(5)
在催化剂的作用下同时进行三个反应,发现随着起始投料比
的改变,二甲醚和甲醇的产率(产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈现如图2的变化趋势.试解释二甲醚产率和甲醇产率变化的原因:
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