(15 分)二甲醚是一种重要的化工原料,利用水煤气(CO、H2)合成二甲醚是工业上的常用方法,该方法由以下几步组成:
2H2(g) +CO(g) CH3OH(g) ΔH=" —90.0" kJ· mol-1 ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH="—24.5" kJ· mol-1 ②
CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH="—41.1" kJ· mol -1 ③
(1)反应①的 ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)。在 (填“较高”或“较低”)温度下该反应自发进行。
(2)在 250℃的恒容密闭容器中,下列事实可以作为反应③已达平衡的是_______(填选项字母)
A.容器内气体密度保持不变 |
B.CO 与 CO2的物质的量之比保持不变 |
C.H2O 与 CO2的生成速率之比为 1∶1 |
D.该反应的平衡常数保持不变 |
(3)已知一些共价键的键能如下:
运用反应①计算一氧化碳中碳氧共价键的键能 kJ· mol-1。
(4)当合成气中 CO 与 H2的物质的量之比恒定时,温度、压强对 CO 转化率的影响如图 1 所示。图 1 中 A 点的 v(逆) B 点的 v(正)(填“>”、“<”或“=”),说明理由 。实际工业生产中该合成反应的条件为 500℃、4MPa 请回答采用 500℃的可能原因 。
(5)一定温度下,密闭容器中发生反应③,水蒸气的转化率与 n(H2O)∕n(CO)的关系如图2所示。计算该温度下反应③的平衡常数 K= 。
在图 2 中作出一氧化碳的转化率与 n(H2O)∕n(CO)的曲线。