甲醚(CH3OCH3)被稱為“21世紀的清潔燃料”.以CO2、H2為原料制備甲醚涉及的主要反應如下:
Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
回答下列問題:
(1)將CO與H2O混合氣體置于絕熱恒容密閉容器中發(fā)生反應Ⅱ,逆反應速率隨時間變化的趨勢如圖所示(不考慮催化劑的影響).
則ΔH2
>
>
0(填“>”或“<”);a、b、c三點對應反應體系溫度Ta、Tb、Te由高到低的順序為 Te>Tb>Ta
Te>Tb>Ta
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(2)工業(yè)生產(chǎn)甲醚過程中,在恒溫、恒壓條件下,原料氣以158.4kg?h-1通入裝有催化劑的反應器中,2~5s內(nèi)CO2的質(zhì)量分數(shù)由88%變?yōu)?8%,則該時間內(nèi)用CO2表示的化學反應速率為 0.1
0.1
mol?s-1.
(3)在恒壓條件下,按CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1:3投料,測得CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CO的選擇性(轉(zhuǎn)化的CO2中生成CO的物質(zhì)的量分數(shù))隨溫度的變化如圖所示.
①曲線n隨溫度升高顯示如圖所示變化的原因是 △H1<0,升溫Ⅰ平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低,升溫過程中,Ⅰ反應占主要的,故CO2與轉(zhuǎn)化率降低
△H1<0,升溫Ⅰ平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低,升溫過程中,Ⅰ反應占主要的,故CO2與轉(zhuǎn)化率降低
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②T℃時反應Ⅱ的平衡常數(shù)K=0.086
0.086
(保留兩位有效數(shù)字);合成甲醚的適宜溫度為260℃,理由是 此溫度下,CO的選擇性較低且反應速率不低,若溫度再高CO的選擇性增大,不利于合成甲醚
此溫度下,CO的選擇性較低且反應速率不低,若溫度再高CO的選擇性增大,不利于合成甲醚
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③其他條件不變,改為恒容條件,CO平衡選擇性比恒壓條件下的平衡選擇性 高
高
(填“高”、“低”或“不變”).