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二甲醚是重要的有機(jī)合成原料:工業(yè)上常用合成氣(主要成分為CO、H2)制備二甲醚,其主要反應(yīng)如下:
反應(yīng)?。篊O(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH1
反應(yīng)ⅱ:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ?mol-1
反應(yīng)ⅲ:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.2kJ?mol-1
(1)已知298K時(shí),由穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)生成1mol化合物的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓(ΔfHmΘ)。幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如下表所示,據(jù)此計(jì)算ΔH1=
-90.7
-90.7
kJ?mol-1。
物質(zhì) CO(g) H2(g) CH3OH(g)
ΔfHmΘ/(kJ?mol-1
-110.5 0.0 -201.2
(2)已知ΔG=ΔH-TΔS,ΔG隨溫度變化的三種趨勢如圖中線條所示。能用來表示反應(yīng)ⅰ的線條是
c
c
(填線條字母)。

(3)在ZnxO催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)ⅰ,其可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。

①根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律,圖中反應(yīng)步驟Ⅲ可描述為
H的電負(fù)性大于Zn而小于O,吸附在O2-上的H帶正電,與C-O上帶負(fù)電的O結(jié)合,吸附在Zn2+上的H帶負(fù)電,與C-O上帶正電的C結(jié)合
H的電負(fù)性大于Zn而小于O,吸附在O2-上的H帶正電,與C-O上帶負(fù)電的O結(jié)合,吸附在Zn2+上的H帶負(fù)電,與C-O上帶正電的C結(jié)合
。
②在合成甲醇過程中,需要不斷分離出甲醇的原因?yàn)?
ac
ac
(填選項(xiàng)字母)。
a.有利于平衡正向移動
b.防止催化劑中毒
c.提高正反應(yīng)速率
(4)一定溫度下,在體積為2L的剛性容器中充入4molCO(g)和8molH2(g)制備二甲醚,4min時(shí)達(dá)到平衡,平衡時(shí)CO(g)的轉(zhuǎn)化率為80%,c(H2)=1.4mol?L-1,且c(CH3OH)=2c(CH3OCH3)。
①0~4min內(nèi),v(CO)=
0.4
0.4
mol?L-1?min-1。
②反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)Kc=
0.893
0.893
(保留三位有效數(shù)字)。
(5)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,需要在260℃、壓強(qiáng)恒為4.0MPa的反應(yīng)釜中進(jìn)行上述反應(yīng)。初始時(shí)向反應(yīng)釜中加入0.01molCO(g)和0.02molH2(g),為確保反應(yīng)的連續(xù)性,需向反應(yīng)釜中以n(CO):n(H2)=1:2、進(jìn)氣流量0.03mol?min-1持續(xù)通入原料,同時(shí)控制出氣流量。
①需控制出氣流量小于進(jìn)氣流量的原因?yàn)?
反應(yīng)釜要求壓強(qiáng)恒定,而反應(yīng)i為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)
反應(yīng)釜要求壓強(qiáng)恒定,而反應(yīng)i為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)
。
②已知出氣流量為0.02mol?min-1,單位時(shí)間內(nèi)CO(g)的轉(zhuǎn)化率為60%,則流出氣體中CO2(g)的百分含量為
5%
5%
。

【答案】-90.7;c;H的電負(fù)性大于Zn而小于O,吸附在O2-上的H帶正電,與C-O上帶負(fù)電的O結(jié)合,吸附在Zn2+上的H帶負(fù)電,與C-O上帶正電的C結(jié)合;ac;0.4;0.893;反應(yīng)釜要求壓強(qiáng)恒定,而反應(yīng)i為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng);5%
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:47引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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