二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源.由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)合成二甲醚的三步反应如下:反应

2025-04-13 04:44:44
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回答1:

(1)①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.3kJ?mol-1
由盖斯定律可知,通过①×2+②+③可得所求反应方程式,则△H=2△H1+△H2+△H3
故答案为:2△H1+△H2+△H3;  
(2)①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90kJ?mol-1
②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24kJ?mol-1
依据盖斯定律①×2+②得到:2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3+H2O(g)△H=-204kJ?mol-1
故答案为:2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3+H2O(g)△H=-204kJ?mol-1
(3)2CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3+H2O(g)是一个可逆反应,反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,CO转化率降低,
故答案为:H2和CO直接制备二甲醚的反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,CO转化率降低;
(4)设达到平衡时CH3OCH3的浓度为x mol?L-1
               2CH3OH (g)CH3OCH3 (g)+H2O(g)
c开始(mol?L-1)   0.04+2x             0          0
变化(mol?L-1)     2x                x          x
c平衡(mol?L-1)     0.04              x          x
K=

x2
0.042
=400,x=0.8mol?L-1
CH3OH转化率=
2×0.8
0.04+2×0.8
×100%=97.56%,
  v(CH3OH)=
2×0.8mol/L
10min
=0.16 mol?L-1min-1
故答案为:0.16 mol?L-1min-1