题干

二甲醚(CH3OCH3)是一种新兴化工原料,具有甲基化反应性能。
I.二甲醚的生产:二甲醚的生产原理之一是利用甲醇脱水成二甲醚,化学方程式如下:
反应i    2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH 1
(1)已知:甲醇、二甲醚的气态标准燃烧热分别为-761.5 kJ·mol-1、-1455.2 kJ·mol-1,且H2O(g) = H2O(l) ΔH=﹣44.0 kJ·mol1。则反应i的ΔH 1=_________kJ·mol1.
(2)反应i中甲醇转化率、二甲醚选择性的百分率与不同催化剂的关系如下表所示,生产时,选择的最佳催化剂是_________。
催化剂
甲醇转化率/%
二甲醚选择性/%
SiO2-TiO2/SO42-
35.1
98.1
SiO2-TiO2/Fe3+
52.9
98.7
GSAL-108
81.0
98.1
SiO2-Al2O3
62.1
96.4
 
注:反应条件:常压、温度270℃,甲醇液体空速14mL/(g·h)
(3)选定催化剂后,测得平衡时的甲醇转化率与温度的关系如图所示。经研究产物的典型色谱图发现该过程主要存在的副反应为:
反应ii   2CH3OH(g)  C2H4 (g)+2H2O(g)   ΔH2=﹣29.1kJ·mol1

① 工业上生产二甲醚的温度通常在270-300℃,高于330℃之后,甲醇转化率下降。
根据化学平衡移动原理分析其原因可能是_________;
根据化学反应速率变化分析其原因可能是_________。
② 某温度下,以CH3OH(g)为原料,平衡时各物质的分压数据如下表:
物质
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
C2H4 (g)
H2O(g)
分压/MPa
0.16
0.288
0.016

 
则反应i中,CH3OH(g)的平衡转化率α=_________。(用平衡分压代替平衡浓度计算;结果保留两位有效数字。)
II.二甲醚的应用:
(4)下图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。该电池的负极反应式为:_________;
上一题 下一题 0.65难度 综合题 更新时间:2019-05-28 04:15:38

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