二甲醚（CH3OCH3）是無色氣體，可作為一種新型能源．由合成氣（組成為H2、CO和少量的CO2）直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應：
甲醇合成反應：
（ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-90.1kJ?mol-1
（ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應：
（ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H3=-41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應：
（ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=-24.5kJ?mol-1
回答下列問題：
（1）Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一，工業上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是Al2O3（鋁土礦）+2NaOH+3H2O=2NaAl（OH）4；NaAl（OH）4+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3；2Al（OH）3 △ Al2O3+3H2O；Al2O3（鋁土礦）+2NaOH+3H2O=2NaAl（OH）4；NaAl（OH）4+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3；2Al（OH）3 △ Al2O3+3H2O；（以化學方程式表示）．
（2）分析二甲醚合成反應（Ⅳ）對于CO轉化率的影響消耗甲醇，促進甲醇合成反應（Ⅰ）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應（Ⅲ）消耗部分CO消耗甲醇，促進甲醇合成反應（Ⅰ）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應（Ⅲ）消耗部分CO．
（3）由H2和CO直接制備二甲醚（另一產物的水蒸氣）的熱化學方程式為2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-12CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-1．根據化學反應原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應的影響該反應分子數減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產率增加．壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率增大該反應分子數減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產率增加．壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率增大．
（4）有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3）、壓強為5.0MPa的條件下，由H2和CO直接制備二甲醚，結果如圖所示．其中CO轉化率隨溫度升高而降低的原因是反應放熱，溫度升高，平衡左移反應放熱，溫度升高，平衡左移．
△
△
【答案】Al2O3（鋁土礦）+2NaOH+3H2O=2NaAl（OH）4；NaAl（OH）4+CO2=Al（OH）3↓+NaHCO3；2Al（OH）3 Al2O3+3H2O；；消耗甲醇，促進甲醇合成反應（Ⅰ）平衡右移，CO轉化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應（Ⅲ）消耗部分CO；2CO（g）+4H2（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-204.7kJ?mol-1；該反應分子數減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2轉化率增大，CH3OCH3產率增加．壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率增大；反應放熱，溫度升高，平衡左移
△
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優網所有，未經書面同意，不得復制發布。
發布：2024/6/27 10:35:59組卷：38引用：3難度：0.5
相似題
-
1．一定條件下，將NO（g）和O2（g）按物質的量之比2：1充入反應容器，發生反應：2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）。其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強 （p1、p2）下隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是（ ）發布：2024/12/5 7:30:1組卷：245引用：9難度：0.5 -
2．在2L的密閉容器中，2A（g）+B（g）?2C（g）ΔH，將2molA氣體和1molB氣體在反應器中反應，測定A的轉化率與溫度的關系如實線圖所示（圖中虛線表示相同條件下A的平衡轉化率隨溫度的變化）。下列說法正確的是（ ）發布：2024/12/30 3:30:1組卷：91引用：7難度：0.5 -
3．向1L的恒容密閉容器中加入1molX和2molY，發生反應：X（g）+2Y（g）?2Z（g），X的轉化率α隨溫度t的變化如圖所示（圖中不同溫度下的轉化率是第5min數據）。下列說法正確的（ ）發布：2024/12/30 4:0:1組卷：32引用：3難度：0.7