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菁優(yōu)網(wǎng)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源.由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應(yīng):
甲醇合成反應(yīng):
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ?mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應(yīng):
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H3=-41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應(yīng):
(ⅳ)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一,工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是
Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4;NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3;2Al(OH)3
Al2O3+3H2O;
Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4;NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3;2Al(OH)3
Al2O3+3H2O;
(以化學(xué)方程式表示).
(2)分析二甲醚合成反應(yīng)(Ⅳ)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響
消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(Ⅰ)平衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大;生成的H2O,通過水煤氣變換反應(yīng)(Ⅲ)消耗部分CO
消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(Ⅰ)平衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大;生成的H2O,通過水煤氣變換反應(yīng)(Ⅲ)消耗部分CO

(3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物的水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為
2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ?mol-1
2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ?mol-1
.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增加壓強(qiáng)對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響
該反應(yīng)分子數(shù)減少,壓強(qiáng)升高使平衡右移,CO和H2轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加.壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加,反應(yīng)速率增大
該反應(yīng)分子數(shù)減少,壓強(qiáng)升高使平衡右移,CO和H2轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加.壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加,反應(yīng)速率增大

(4)有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下,由H2和CO直接制備二甲醚,結(jié)果如圖所示.其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是
反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡左移
反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡左移

【答案】Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4;NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3;2Al(OH)3
Al2O3+3H2O;;消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)(Ⅰ)平衡右移,CO轉(zhuǎn)化率增大;生成的H2O,通過水煤氣變換反應(yīng)(Ⅲ)消耗部分CO;2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ?mol-1;該反應(yīng)分子數(shù)減少,壓強(qiáng)升高使平衡右移,CO和H2轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加.壓強(qiáng)升高使CO和H2濃度增加,反應(yīng)速率增大;反應(yīng)放熱,溫度升高,平衡左移
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:3難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/5 7:30:1組卷:233引用:9難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/2 8:0:1組卷:44引用:2難度:0.6
  • 3.乙醇是重要的有機(jī)化工原料,可由乙烯氣相直接水合成法或間接水合成法生產(chǎn),回答下列問題:
    (1)間接水合成法是指將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯C2H5OSO3H),再水解成乙醇,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式
     
    ;(2)已知:
    甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
    甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=
     
     kJ?mol-1.與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)是
     
    。
    (3)圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中
    n
    H
    2
    O
    n
    C
    2
    H
    4
    =1:1)。菁優(yōu)網(wǎng)
    ①圖中壓強(qiáng)(P1,P2,P3,P4)大小順序?yàn)?
     
    ,理由是
     
    ;
    ②列式計算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù));
    ③氣相直接水合法常采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290℃,壓強(qiáng)6.9MPa,nH2O:nC2H4=0.6:1,乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,若要進(jìn)一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有
     
    、
     

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:57引用:1難度:0.5
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