22.(10分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
⑴ 制水煤气的化学反应方程式为:_____________________________________。
⑵ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)
CH3OH(g); ΔH=a kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g); ΔH=c kJ·mol-1
总反应:3H2(g)
+ 3CO(g)
CH3OCH3(g)
+ CO2 (g)的ΔH=
___________ ;(与abc的函数关系)。若
△H<0,一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是_______(填字母代号)。
a.高温 b.高压 c.减少CO2的浓度
d.分离出二甲醚 e.增加CO的浓度 f.加入催化剂
⑶ 已知反应②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g) 。某温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到平衡时测得各组分的浓度如下:
|
物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
|
浓度/(mol·L-1) |
0.64 |
0.5 |
0.5 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CH3OH后,经8 min反应达到平衡,该时间内反应速率v(CH3OH) = _____。