Question

碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)，是一种无毒、用途广泛的化工原料，被誉为当今有机合成的“新基石”。

（1）浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC的研究开发。

已知：ⅰ CO的标准燃烧热：-283.0 kJ•mol-1，

ⅱ 1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量

ⅲ 2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g) △H=－15.5 kJ•mol-1

则2CH3OH(g)+CO (g)+ 1/2O2(g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l) △H= 。该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是 。

（2）甲醇和CO2可直接合成DMC：2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+ H2O(g)，但甲醇转化率通常不会超过1%，制约该反应走向工业化生产。

① 写出该反应平衡常数表达式： 。

②在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明已达到平衡状态的是 （选填编号）。

A．v正(CH3OH)= 2v逆(CO2)

B．CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变

C．容器内气体的密度不变

D．容器内压强不变

③某研究小组在某温度下，在100mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10-5 mol催化剂，研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响，其变化曲线如下左图所示。计算公式为：TON = 转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

在该温度下，最佳反应时间是 ；4～10 h内DMC的平均反应速率是_ ___。

④如果在其它条件不变的情况下，研究反应温度对甲醇转化数(TON)的影响，请在右上图坐标系中画出从投入反应物开始，随着反应温度不断升高（不考虑温度对催化剂活性的影响），TON变化的曲线示意图（假设起始温度为T0℃）。

⑤假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高TON值的是 。

A．往反应体系中添加催化剂

B．往反应体系中添加吸水剂

C．从反应体系中分离出CO2

D．扩大容器的体积

Answer 1