解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷163
二甲醚具有巨大的潜在市场,目前采用的二氧化碳有效转化法,既是生成二甲醚的简便方法,又是实现“碳中和”的重要途径。
I.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法,其过程中发生的反应如下:
反应①: △H1=+41.2kJ·mol-1 K1
反应②: △H2=-204.9kJ·mol-1 K2
(1)CO2催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为_______________ ,该反应的平衡常数为_______________ (用K1、K2表示)。
(2)在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,发生反应①和(1)中反应,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。当温度低于300℃时,CO2的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是_______________ 。Ⅱ.由CO2制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇,再脱水,主要分为以下步骤:
反应③: △H3<0
反应④: △H4>0
(3)在不同的压强下,按照投料比n(CO2):n(H2)=1:3只进行反应③,CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图甲所示,p1压强下,CO2的转化率随温度变化如图乙所示。
图甲中压强从大到小的顺序是_______________ ,图乙中处于平衡状态的点有_______________ (填字母),CO2的转化率呈图乙所示变化的原因是_______________ 。
(4)更换高效的催化剂,体系中CH3OCH3平衡时的物质的量将_______________ (填“增加”“不变”或“减少”)。
(5)在280℃、3.4MPa条件下,通入1molCO2和3molH2的混合气体,用该方法制备二甲醚。充分反应后,测得CO2的平衡转化率为30%,体系中CH3OCH3的物质的量为0.1mol,则反应③的压强平衡常数Kp=_______________ MPa-2(列出计算式即可)。
I.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法,其过程中发生的反应如下:
反应①: △H1=+41.2kJ·mol-1 K1
反应②: △H2=-204.9kJ·mol-1 K2
(1)CO2催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为
(2)在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,发生反应①和(1)中反应,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。当温度低于300℃时,CO2的平衡转化率随温度的上升而下降的原因是
反应③: △H3<0
反应④: △H4>0
(3)在不同的压强下,按照投料比n(CO2):n(H2)=1:3只进行反应③,CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图甲所示,p1压强下,CO2的转化率随温度变化如图乙所示。
图甲中压强从大到小的顺序是
(4)更换高效的催化剂,体系中CH3OCH3平衡时的物质的量将
(5)在280℃、3.4MPa条件下,通入1molCO2和3molH2的混合气体,用该方法制备二甲醚。充分反应后,测得CO2的平衡转化率为30%,体系中CH3OCH3的物质的量为0.1mol,则反应③的压强平衡常数Kp=
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二甲醚是重要的化工原料,采用二氧化碳的有效转化,既是生成二甲醚的简便方法,又是实现“碳中和”的重要途径。
Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种转化方法,其过程中发生副反应:
①
已知反应:
②
(1)催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为___________ ,该反应自发进行的条件为___________ 。
(2)在恒压、和的起始量一定的条件下,的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图。其中,
当温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________ 。若起始投料比为,不考虑其他副反应,则288℃时,反应①的化学平衡常数K=___________ ()。
Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇,再经脱水,主要分为以下步骤。
反应③:
反应④:
(3)在不同的压强下,按照投料比合成甲醇,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲或乙所示。
下列说法正确的是___________(填字母)。
(4)压强为4MPa,当的混合气体以一定流速通过装有某种催化剂的反应器。在280℃时,若的平衡转化率为7.00%,甲醇的选择性为95.0%,则甲醇的收率为___________
()。
(5)甲醇脱水若条件控制不当可生成丙烯,反应为,反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图曲线所示,已知Arrhenius经验公式为(其中,为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能___________ 。
Ⅰ.催化加氢合成二甲醚是一种转化方法,其过程中发生副反应:
①
已知反应:
②
(1)催化加氢合成二甲醚的热化学方程式为
(2)在恒压、和的起始量一定的条件下,的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图。其中,
当温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而上升的原因是
Ⅱ.由制备二甲醚的另一种方法为先合成甲醇,再经脱水,主要分为以下步骤。
反应③:
反应④:
(3)在不同的压强下,按照投料比合成甲醇,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲或乙所示。
下列说法正确的是___________(填字母)。
A.图甲的纵坐标表示的平衡产率 |
B.压强: |
C.为了同时提高的平衡转化率和的平衡产率,应选择高温、高压的反应条件 |
D.一定温度、压强下,寻找活性更高的催化剂,是提高的平衡转化率的主要研究方向 |
()。
(5)甲醇脱水若条件控制不当可生成丙烯,反应为,反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图曲线所示,已知Arrhenius经验公式为(其中,为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能
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