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【二甲酯具有优良的燃烧性能,本成为21世纪的“清洁能源”,以下为其中一种合成二甲酯的方法:在一定温度、压强和催化剂作用下,在同一反应器中进行如下反应:①CO2(g)+3H2(g)⇌CH】
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问题描述:

二甲酯具有优良的燃烧性能,本成为21世纪的“清洁能源”,以下为其中一种合成二甲酯的方法:在一定温度、压强和催化剂作用下,在同一反应器中进行如下反应:

①CO2(g)+3H2(g )⇌CH3OH(g)+H2O(g);△H1=-49.1 kJ•mol-1

②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g);△H2=-24.5 kJ•mol-1

③CO2(g)+H2⇌CO(M)+H2(g);△H3=+41.2kJ•mol-1

(1)写出CO2(g)加H2(g)转化为CH3OCH3(g) 和H2O(g)的热化学方程式___

(2)一定条件下,原料气中n(H2)/n(CO2)比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如图1

①温度为T1K时,在1L反应容器中投入2molCO2和8molH2进行反应.试计算达到平衡时CO2的浓度为___

②结合数据图,归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律;

a___

b___

(3)为研究初始投料比与二甲酯产率关系,在一定温度和压强下,投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行试验,实验发现二甲酯的平衡产率随原料气中n(CO)/{n(CO)+n(CO2)}比值随增大而增大.试分析其原因___

(4)如图2是科学家现在研发的,以实现反应①在常温常压下进行的装置,写出甲槽的电极反应___

蒋磊回答:
  (1)已知反应:①CO2(g)+3H2(g )⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.1 kJ•mol-1   ②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-24.5 kJ•mol-1   根据盖斯定律:①×2+②即得到目标方程式,所以CO2(g)加H2(g)转化为CH3OCH3(g) 和H2O(g)的热化学方程式2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=(-49.1×2-24.5)kJ•mol-1=-122.7kJ•mol-1,   故答案为:2CO2(g)+6H2(g )⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.7kJ•mol-1;   (2)①由图1可知,温度为T1K时,在1L反应容器中投入2molCO2和8molH2进行反应即n(H2)/n(CO2)比值=4时,达平衡时CO2的转化率为50%,所以平衡时CO2的浓度为2mol×(1-50%)1L
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