(15分)二甲醚(DME)和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料,目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。

(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2 kJ·mol-1

则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。

(2)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:

4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:

①该反应的平衡常数表达式为 ;P1、P2、P3由大到小的顺序为 。

②若反应在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO的转化率 50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,

250℃时,将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为 ;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为 (从上表中选),请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。

(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是 。

 

 0  125250  125258  125264  125268  125274  125276  125280  125286  125288  125294  125300  125304  125306  125310  125316  125318  125324  125328  125330  125334  125336  125340  125342  125344  125345  125346  125348  125349  125350  125352  125354  125358  125360  125364  125366  125370  125376  125378  125384  125388  125390  125394  125400  125406  125408  125414  125418  125420  125426  125430  125436  125444  203614 

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