Question

【題目】資源化利用的方法之一是合成二甲醚（簡寫做）。催化加氫法合成，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：

反應(yīng)Ⅰ：

反應(yīng)Ⅱ：

其中，反應(yīng)Ⅱ分以下兩步完成，請寫出反應(yīng)Ⅳ的熱化學(xué)方程式。

反應(yīng)Ⅲ：

反應(yīng)Ⅳ：___________。

⑴反應(yīng)Ⅳ的熱化學(xué)方程式為________。

⑵在和的起始量一定的條件下，的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時、的選擇性隨壓強(qiáng)或溫度的變化見下圖。已知：

的選擇性；

的選擇性

①依據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)分析，提高平衡時的選擇性應(yīng)當(dāng)選擇的條件為________。

A 高溫高壓 B 低溫低壓 C 高溫低壓 D 低溫高壓

按照溫度對化學(xué)平衡的影響圖像分析溫度低于300℃，平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是_______。

②某溫度和壓強(qiáng)下，起始投入與足量發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時的轉(zhuǎn)化率為40%，部分物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

計算平衡時的選擇性為________，反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)平衡常數(shù)為________。

⑶經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在不同反應(yīng)條件下反應(yīng)相同時間（未平衡）測定發(fā)現(xiàn)，體系中的濃度均很低，則可知活化能大小關(guān)系：反應(yīng)Ⅲ________反應(yīng)Ⅳ（填“大于”、“小于”或“等于”）。

⑷，投料比為時進(jìn)行反應(yīng)，的濃度隨時間變化如下圖所示，則下列說法正確的為________。

A 在范圍內(nèi)，反應(yīng)Ⅰ的速率隨溫度升高而增大

B 200℃條件下，隨反應(yīng)時間的延長，的濃度始終增大

C 260℃條件下，隨反應(yīng)時間的延長，的濃度先增大后減小最終不變

D 260℃條件下，后的濃度減小是因為隨時間推移反應(yīng)Ⅱ的進(jìn)行使體系中濃度越來越高，反應(yīng)Ⅰ的逆反應(yīng)速率不斷增大，從而使濃度逐漸下降

Answer 1

【答案】 D 反應(yīng)Ⅰ的，反應(yīng)Ⅱ的，溫度升高使轉(zhuǎn)化為的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使轉(zhuǎn)化為的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且下降幅度超過上升幅度 80% 24.89 大于 ACD

【解析】

⑴根據(jù)反應(yīng)Ⅱ減去反應(yīng)Ⅲ的2倍得到反應(yīng)Ⅳ的熱化學(xué)方程式。

⑵①依據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)分析；按照溫度對化學(xué)平衡的影響圖像分析溫度低于300℃，反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ的焓變對CO2轉(zhuǎn)化為CO即的平衡轉(zhuǎn)化率的影響分析；②計算達(dá)到平衡時的消耗量和生成CH3OCH3物質(zhì)的量，再計算平衡時的選擇性和反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)平衡常數(shù)。

⑶根據(jù)一種物質(zhì)很難發(fā)現(xiàn)說明生成物難反應(yīng)或反應(yīng)物易消耗分析。

⑷A. 根據(jù)圖中信息在0～1min范圍內(nèi)，溫度越大，反應(yīng)Ⅰ速率越快；B. 根據(jù)圖中信息260℃條件下，CO濃度在2min后開始下降，240℃條件下，CO濃度在2.5min后開始下降，在200℃條件下，隨反應(yīng)時間的延長，CO的濃度在某時間點(diǎn)后也開始下降；C. 260℃條件下，隨反應(yīng)時間的延長，的濃度先增大后減小最終不變；D. 260℃條件下，2min后隨時間推移反應(yīng)Ⅱ的進(jìn)行使體系中濃度越來越高，反應(yīng)Ⅰ的逆反應(yīng)速率不斷增大，從而使濃度逐漸下降。

⑴根據(jù)反應(yīng)Ⅱ減去反應(yīng)Ⅲ的2倍得到反應(yīng)Ⅳ的熱化學(xué)方程式為 ；故答案為： 。

⑵①依據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)分析，為了提高平衡時的選擇性，減少CO的選擇性，應(yīng)當(dāng)選擇的條件為低溫高壓；按照溫度對化學(xué)平衡的影響圖像分析溫度低于300℃，反應(yīng)Ⅰ的，反應(yīng)Ⅱ的，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且下降幅度超過上升幅度是CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因；故答案為：D；反應(yīng)Ⅰ的，反應(yīng)Ⅱ的，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且下降幅度超過上升幅度。

②某溫度和壓強(qiáng)下，起始投入與足量發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時的轉(zhuǎn)化率為40%，即消耗0.4 molCO2，生成CO消耗0.02mol CO2，生成CH3OH消耗0.06mol CO2，則生成CH3OCH3物質(zhì)的量為0.16mol，平衡時的選擇性為，設(shè)容器體積為VL，反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)平衡常數(shù)為；故答案為：80%；24.89。

⑶經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在不同反應(yīng)條件下反應(yīng)相同時間(未平衡）測定發(fā)現(xiàn)，體系中CH3OH的濃度均很低，說明反應(yīng)很難生成甲醇，甲醇又易反應(yīng)生成CH3OCH3，因此活化能大小關(guān)系：反應(yīng)Ⅲ大于反應(yīng)Ⅳ；故答案為：大于。

⑷A. 根據(jù)圖中信息在0～1min范圍內(nèi)，溫度越大，反應(yīng)Ⅰ速率越快，故A正確；B. 根據(jù)圖中信息260℃條件下，CO濃度在2min后開始下降，240℃條件下，CO濃度在2.5min后開始下降，在200℃條件下，隨反應(yīng)時間的延長，CO的濃度在某時間點(diǎn)后也開始下降，故B錯誤；C. 260℃條件下，隨反應(yīng)時間的延長，的濃度先增大后減小最終不變，故C正確；D. 260℃條件下，2min后隨時間推移反應(yīng)Ⅱ的進(jìn)行使體系中濃度越來越高，反應(yīng)Ⅰ的逆反應(yīng)速率不斷增大，從而使濃度逐漸下降，故D正確；綜上所述，答案為：ACD。