甲醚(CH3OCH3)被稱為“21世紀(jì)的清潔燃料”.以CO2、H2為原料制備甲醚涉及的主要反應(yīng)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(yīng)Ⅱ,逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示(不考慮催化劑的影響).
則ΔH2>>0(填“>”或“<”);a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)反應(yīng)體系溫度Ta、Tb、Te由高到低的順序?yàn)?Te>Tb>TaTe>Tb>Ta.
(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(yīng)器中,2~5s內(nèi)CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由88%變?yōu)?8%,則該時(shí)間內(nèi)用CO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為 0.10.1mol?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(cè)得CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CO的選擇性(轉(zhuǎn)化的CO2中生成CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?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(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率降低,升溫過程中,Ⅰ反應(yīng)占主要的,故CO2與轉(zhuǎn)化率降低△H1<0,升溫Ⅰ平衡逆向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率降低,升溫過程中,Ⅰ反應(yīng)占主要的,故CO2與轉(zhuǎn)化率降低.
②T℃時(shí)反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=0.0860.086(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(yīng)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(yīng)速率不低,若溫度再高CO的選擇性增大,不利于合成甲醚.
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”).
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素;反應(yīng)速率的定量表示方法.
【答案】>;Te>Tb>Ta;0.1;△H1<0,升溫Ⅰ平衡逆向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率降低,升溫過程中,Ⅰ反應(yīng)占主要的,故CO2與轉(zhuǎn)化率降低;0.086;此溫度下,CO的選擇性較低且反應(yīng)速率不低,若溫度再高CO的選擇性增大,不利于合成甲醚;高
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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