Question

【題目】在一定條件下，將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應為:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g+3H2(g) △H

已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ.mol-l

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ.mol-l

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ.mol-l

(1)△H_____ kJ.mol-l

(2)某溫度下，在體積固定為2L的密閉容器中進行反應①，將1molCO和2molH2混合，測得不同時刻的反應前后壓強關系如下:

時間(min)	5	10	15	20	25	30
壓強比(P前/P后)	0.98	0.90	0.80	0.70	0.70	0.70

則達到平衡時CO的轉化率為_________。

(3)已知在某壓強下，該反應在不同溫度、不同投料比[n(H2)/n(CO2)]時，CO2的轉化率如右圖所示。從圖中可得出三條主要規律:

①增大投料比，CO2的轉化率增大；②_____________；③_______________。

(4)反應③的v-t圖像如圖1所示，若其他條件不變，只是在反應前增大容器體積使壓強減小，則其v-t圖像如圖2所示。

下列說法正確的是________。

①a1>a2 ②a1<a2 ③b1>b2 ④b1<b2 ⑤t1>t2 ⑥t1=t2 ⑦ t1<t2 ⑧兩圖中陰影部分面積相等⑨右圖陰影部分面積更大 ⑩左圖陰影部分面積更大

A. ①③⑦⑧ B. ①③⑤⑧ C. ②④⑦⑨ D. ①③⑦⑩

(5)由甲醇液相脫水法也可制二甲醚，首先將甲醇與濃硫酸反應生成硫酸氫甲酯(CH3OSO3H):CH3OH+H2SO4→CH3OSO3H+H2O；生成的硫酸氫甲酯再和甲醇反應生成二甲醚，第二步的反應方程式為:____________。與CO2和H2反應制備二甲醚比較，該工藝的優點是反應溫度低，轉化率高，其缺點是______________。

Answer 1

【答案】 －122.5 45% 升高溫度，CO2的轉化率降低 溫度越低，增大投料比使CO2的轉化率增大的越顯著 D CH3OSO3H ＋CH3OH→CH3OCH3＋H2SO4 濃H2SO4腐蝕設備或有硫酸廢液產生

【解析】(1)①
②
③
由蓋斯定律可以知道,通過①②③可得所求反應方程式,則,因此，本題正確答案是:。

(2)溫度、體積不變的可逆反應中,氣體的壓強之比等于其物質的量之比,,壓強比,則反應后氣體的物質的量,氣體減少的物質的量,根據氣體減少的物質的量與CO之間的關系式知參加反應的CO的物質的量,則CO的轉化率,因此，本題正確答案是:;

（3）根據圖象可以知道,越大,的轉化率越大,溫度越高,的轉化率小,且圖中不同溫度線的斜率不同,溫度越低,增大投料比使的轉化率增大的越顯著,因此，本題正確答案是:升高溫度,的轉化率降低；溫度越低,增大投料比使的轉化率增大的越顯著。

反應的圖象如（4）圖1所示,反應前后氣體體積不變,若其他條件不變,只是在反應前增大容器體積使壓強減小,物質濃度減小,反應速率減小,達到平衡所需時間變長,陰影部分為反應物濃度變化量,圖2中濃度變化比圖1中濃度變化小,則分析選項得到:,,,兩圖中陰影部分面積圖2陰影部分面積更小,左圖陰影部分面積更大,選擇①③⑦⑩,所以D選項是正確的,因此，本題正確答案是:D。

（5）根據元素守恒可以知道硫酸氫甲酯再和甲醇反應生成二甲醚的化學方程式為→,該反應有硫酸參加,因為硫酸是強酸,具有較強的腐蝕性,能腐蝕設備,所以根據硫酸的性質可以知道該工藝的缺點是濃腐蝕設備或有硫酸廢液產生,
因此，本題正確答案是:;濃腐蝕設備或有硫酸廢液產生