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问题:

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:反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1反应Ⅱ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)、△H2反应Ⅲ:2CO(g)+4H2

更新时间:2024-06-23 03:44:11

问题描述:

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:

反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1

反应Ⅱ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)、△H2

反应Ⅲ:2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3

相关反应在不同温度时的平衡常数及其大小关系如表所示

温度/K反应I反应Ⅱ已知:
K1>K2>K1′>K2′
298K1K2
328K1′K2′
回答下列问题:

(1)反应Ⅰ的自发性___(填“一定自发”、“可能自发”或“一定不自发”);反应Ⅱ的平衡常数表达式为___,反应Ⅲ的△H3和△H1、△H2的关系___反应.

(2)在合成过程中,因为有CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)反应发生,所以能提高CH3OCH3的产率,原因是___.

(3)如图1两条曲线分别表示反应I(按物质的量比:n(CO):n(H2)=1:2)中压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化关系,计算压强为5.0MPa、温度为200℃时,平衡混合气中甲醇的物质的量分数是___.

(4)反应Ⅲ逆反应速率与时间的关系如图2所示:

①试判断t2时改变的条件是___或___.

②若t4扩大容器体积,t5达到平衡,t6时增大反应物浓度,请在上图中画出t4-t6的变化曲线.

段雨梅回答:

  (1)由图表K1>K1′判断反应Ⅰ为放热反应,△H<0,该反应是个气体体积减小的反应,则△S<0,则   根据△G=△H-T△S,温度较低时△G<0,能自发进行,温度较高时△G>0,反应不能自发进行,所以该反应可能自发;   反应Ⅱ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g);K=c(H

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