问题标题:
碳酸二甲酯(DRC)是一种新型的汽油添加剂.可由甲醇和二氧化碳在催化剂作用下直接合成DRC:CO2+2CH3OH→CO(OCH3)2+H2O,但甲醇转化率通常很低,这制约了该反应走向工业化应用.某有机化
问题描述:
碳酸二甲酯(DRC)是一种新型的汽油添加剂.可由甲醇和二氧化碳在催化剂作用下直接合成DRC:CO2+2CH3OH→CO(OCH3)2+H2O,但甲醇转化率通常很低,这制约了该反应走向工业化应用.某有机化学研究所为了评价催化剂的催化效果,在保持其他条件不变的情况下,研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响.计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量.
(1)根据图1判断该反应在平衡后升高温度化学平衡的移动方向并说明理由:______.
(2)根据图2,已知溶液总体积20没L,反应起始时甲醇为0.50mol,加入的催化剂为0.8×10-5 mol,计算该温度下,4~10h内DRC的平均反应速率:______;计算10h时,甲醇的转化率:______.
(3)根据图3,判断下列说法不正确的是______.
A.通过上述反应可以利用易得且价廉的甲醇把温室气体CO2转化为环保添加剂,这在资源循环利用和环境保护方面都具有实际意义
B.在温度、容器体积、催化剂用量一定的已经达到平衡的体系中,
加入二氧化碳气体,将提高该反应的TON
C.当催化剂用量小于1.2×10-5mol时,甲醇的平衡转化率随
着催化剂用量的增加而显著提高
D.当催化剂用量大于1.2×10-5 mol时,DRC的产率随着催化剂用量的增加反而急剧下降
(4)200℃时由甲醇和二氧化碳在催化剂作用下直接合成DRC(此时反应物和生成物均为气体.)的平衡常数表达式为
.若甲醇和DRC的标准燃烧热分别为△H1和△H2,则上述反应在25℃时的焓变△H3=______.
林以明回答:
(1)随温度升高,TON先增大后减小,说明低温时反应正向进行,180°C达到最大,说明费用达到平衡状态,继续升温TON减小,说明平衡逆向进行,逆反应是吸热反应,依据平衡移动原理分析正反应是放热反应,△H<0,
故答案为:升温平衡向左移动,经过相同的反应时间,温度较低时,反应未达到平衡,温度较高时,反应已达到平衡,随着温度升高,TON减小,即平衡向左移动,说明该反应放热;
(2)图象分析,4~7h内TON为15,依据TON=转化的甲醇的物质的量催化剂的物质的量
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