二*醚(CH3OCH3)是无*气体，是柴油的理想替代燃料。清华大学王志良等研究了，由合成气(组成为H2、CO和...

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二*醚(CH3OCH3)是无*气体，是柴油的理想替代燃料。清华大学王志良等研究了，由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)一步法制备二*醚的问题，其中的主要过程包括以下三个反应：

(i)CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g)          △H1＝－90.1 kJ·mol－1

(ii)CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)      △H2＝－41.1 kJ·mol－1

(iii)2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)  △H3＝－24.5 kJ·mol－1

(1)由H2和CO制备二*醚(另一产物为CO2)的热化学方程式为                       。

(2)合成气初始组成为n(H2)/n(CO)/n(CO2)＝0.67/0.32/0.01的反应体系。在250℃和5.0MPa条件下，在1 L密闭容器中经10min达到化学平衡时，各组分的物质的量如下表：

则反应(iii)在该条件下的平衡常数是         ；在反应进行的10min内，用CH3OH表示的反应(i)的平均速率是         。

(3)课题组探究了外界条件，对合成气单独合成*醇反应体系和直接合成二*醚反应体系的影响。

①图1和图2显示了温度250℃和5.0MPa条件下，合成气组成不同时，反应达到平衡时的情况。(图中M代表*醇、D代表二*醚、D＋M代表*醇和二*醚。下同)

由图可知，随着合成气中H2所占比例的提高，合成*醇的反应体系中，CO转化率的变化趋势是         。对于由合成气直接合成二*醚的反应体系，为了提高原料转化率和产品产率，n(H2)/n(CO＋CO2)的值应控制在         附近。

②在压强为5.0 MPa、n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.0及n(CO)/n(CO2)＝0.9/0.04的条件下，反应温度对平衡转化率和产率的影响如图3和图4所示。

课题组认为图3所示的各反应物的转化率变化趋势符合反应特点，其理由是        。图中显示合成气直接合成二*醚体系中，CO的转化率明显高于H2的转化率，原因是                  。图4显示随着温度增大，合成气单独合成*醇时的产率，要比合成气直接合成二*醚时的产率减小的快，原因是                  。

【回答】

（1）3CO(g) + 3H2(g) == CO2(g) + CH3OCH3(g)   △H = -245.8kJ•mol-1A

（2）11    0.024mol·L—1·min—1

（3）①由小逐渐变大     1  

    ②反应体系中的所有反应均为放热反应   反应（ii）有H2生成    

 反应（i）的焓变大于反应（iii）的焓变

知识点：化学反应速率 化学平衡

题型：综合题