Question

在一定条件下，将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应为: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)某温度下，在体积固定为2L的密闭容器中进行反应①，将1molCO和2molH₂混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下:

时间(min)	5	10	15	20	25	30
压强比(P前/P后)	0.98	0.90	0.80	0.70	0.70	0.70

则达到平衡时CO的转化率为_________。

(3)已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比[n(H₂)/n(CO₂)]时，CO₂的转化率如右图所示。从图中可得出三条主要规律:

①增大投料比，CO₂的转化率增大；②_____________；③_______________。

(4)反应③的v-t图像如图1所示，若其他条件不变，只是在反应前增大容器体积使压强减小，则其v-t图像如图2所示。

下列说法正确的是________。

①a₁>a₂ ②a₁<a₂ ③b₁>b₂ ④b₁<b₂ ⑤t₁>t₂  ⑥t₁=t₂ ⑦ t₁<t₂ ⑧两图中阴影部分面积相等⑨右图阴影部分面积更大  ⑩左图阴影部分面积更大

A. ①③⑦⑧    B. ①③⑤⑧    C. ②④⑦⑨ D. ①③⑦⑩

(5)由甲醇液相脱水法也可制二甲醚，首先将甲醇与浓硫酸反应生成硫酸氢甲酯(CH₃OSO₃H):CH3OH +H₂SO₄→CH₃OSO₃H+H₂O；生成的硫酸氢甲酯再和甲醇反应生成二甲醚，第二步的反应方程式为:____________。与CO₂和H₂反应制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是______________。

Answer

－122.5 45% 升高温度，CO2的转化率降低 温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著 D CH3OSO3H ＋CH3OH→CH3OCH3＋H2SO4 浓H2SO4腐蚀设备或有硫酸废液产生

【解析】(1)①⇌•
②⇌•
③⇌•
由盖斯定律可以知道,通过①②③可得所求反应方程式,则••••, 因此，本题正确答案是:。

(2)温度、体积不变的可逆反应中,气体的压强之比等于其物质的量之比,,压强比,则反应后气体的物质的量,气体减少的物质的量,根据气体减少的物质的量与CO之间的关系式知参加反应的CO的物质的量,则CO的转化率, 因此，本题正确答案是:; 

（3）根据图象可以知道,越大,的转化率越大,温度越高,的转化率小,且图中不同温度线的斜率不同,温度越低,增大投料比使的转化率增大的越显著, 因此，本题正确答案是:升高温度,的转化率降低；温度越低,增大投料比使的转化率增大的越显著。

反应⇌的图象如（4）图1所示,反应前后气体体积不变,若其他条件不变,只是在反应前增大容器体积使压强减小,物质浓度减小,反应速率减小,达到平衡所需时间变长,阴影部分为反应物浓度变化量,图2中浓度变化比图1中浓度变化小,则分析选项得到:,,,两图中阴影部分面积图2阴影部分面积更小,左图阴影部分面积更大,选择①③⑦⑩,所以D选项是正确的, 因此，本题正确答案是:D。

（5）根据元素守恒可以知道硫酸氢甲酯再和甲醇反应生成二甲醚的化学方程式为→,该反应有硫酸参加,因为硫酸是强酸,具有较强的腐蚀性,能腐蚀设备,所以根据硫酸的性质可以知道该工艺的缺点是浓腐蚀设备或有硫酸废液产生, 
因此，本题正确答案是:;浓腐蚀设备或有硫酸废液产生