二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

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

② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)   △H 2=-23.5 kJ·mol-1

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

回答下列问题:

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

(2)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有    。

A.使用过量的CO          B.升高温度             C.增大压强 

(3)反应③能提高CH3OCH3的产率,原因是    。

(4)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)  △H,其CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图1所示,下列说法正确的是    。

A.△H <0                     B.P1<P2<P3 

C.若在P3和316℃时,起始n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO转化率小于50%

(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚。观察图2回答问题。催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为          时最有利于二甲醚的合成。

(6)图3为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为    。

 


图1                        图2                       图3     

(7)甲醇液相脱水法制二甲醚的原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,

CH3 HSO4+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    。


工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH

(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

①由表中数据判断ΔH________(填“>”、“=”或“<”)0;

②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。

(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。

A.升温          B.加入催化剂           C.增加CO的浓度        D.加入H2加压         E.加入惰性气体加压        F.分离出甲醇

(4)300℃时,在一定的压强下,5 mol CO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454 kJ。在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器

反应物投入量

1 mol CO、2 mol H2

1 mo l CH3OH

2 mol CH3OH

平衡时数据

CH3OH的

浓度(mol/L)

c1

c2

c3

反应的能

量变化

a kJ

b kJ

c kJ

体系压强(Pa)

p1

p2

p3

反应物转化率

α1

α2

α3

下列说法正确的是________。 

A.2c1>c3       B.a+b<90.8        C.2p2<p3             D.α1+α3<1

 0  142409  142417  142423  142427  142433  142435  142439  142445  142447  142453  142459  142463  142465  142469  142475  142477  142483  142487  142489  142493  142495  142499  142501  142503  142504  142505  142507  142508  142509  142511  142513  142517  142519  142523  142525  142529  142535  142537  142543  142547  142549  142553  142559  142565  142567  142573  142577  142579  142585  142589  142595  142603  203614 

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