题目
研究CO、CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:
(1)
二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由CO和H2制备二甲醚的反应原理如下:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-24.5 kJ·mol-1
已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0 kJ·mol-1 , 则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH=,有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是(填标号)。
A.高温低压 B.高温高压
C.低温低压 D.低温高压
(2)
T1 K时,将1 mol 二甲醚引入一个抽空的150 L恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g)。在不同时间测定容器内的总压,所得数据如表:
t/min
0
6.5
13.0
26.5
52.6
∞
p总/kPa
50.0
55.0
65.0
83.2
103.8
125.0
①由表中数据计算:0~6.5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=,反应达平衡时,二甲醚的分解率为,该温度下平衡常数K=。
②若升高温度,CH3OCH3的浓度增大,则该反应为(填“放热”或“吸热”)反应,要缩短达到平衡的时间,可采取的措施有、。
(3)
在T2 K、1.0×104 kPa下,等物质的量的CO与CH4混合气体发生反应:CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g)。反应速率v=v正-v逆=k正·p(CO)·p(CH4)-k逆·p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5(kPa)-1 , 则CO的转化率为20%时 =。
答案: 【1】-122.7 kJ·mol-1【2】D
【1】5.13×10-5 mol·L-1·min-1【2】75%【3】7.5×10-5【4】放热【5】改进催化剂【6】增大反应物浓度(或其他合理答案)
【1】45