Question

碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2＋2CH3OH―→CO(OCH3)2＋H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。

计算公式为TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

(1)已知25 ℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为ΔH1和ΔH2，则上述反应在25 ℃时的焓变ΔH3＝________。

(2)根据反应温度对TON的影响图(图1)判断该反应的焓变ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_________________。

(3)根据反应时间对TON的影响图(图2)，已知溶液总体积  10 mL，反应起始时甲醇0.25 mol，催化剂0.6×10－5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。

(4)根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图(图3)，判断下列说法正确的是________。

a．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义

b．在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON

c．当催化剂用量低于1.2×10－5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高

d．当催化剂用量高于1.2×10－5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

Answer 1

（15分）

答案　(1)2ΔH1－ΔH2  （3分）

(2)＜（1分）　经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热（2分）

(3)1×10－3 mol·L－1·h－1（3分）　8.4×10－2%（3分）

(4)ab（3分）