(2013?紹興二模)二甲醚(DME)以其優(yōu)良的性質(zhì),被稱為21世紀的新型“清潔能源”,近年來,二甲醚最為直接的應用是替代液化氣作民用燃料以及代替柴油作汽車燃料.二甲醚的生產(chǎn)方法也在不斷的研究中,現(xiàn)在主要有以下兩種生產(chǎn)方法.
方法一(液相兩步法):第一步 CO+2H
2?CH
3OH 第二步 2CH
3OH?CH
3OCH
3+H
2O
方法二(液相一步法):將甲醇的合成和脫水兩個反應組合在一個反應器中進行3CO+3H
2?CH
3OCH
3+CO
2(1)液相一步法實際是兩步法兩個反應的組合,其選用的催化劑應該具有
既有甲醇合成催化的功能,又有甲醇脫水催化的功能,是一種雙功能的復合催化劑
既有甲醇合成催化的功能,又有甲醇脫水催化的功能,是一種雙功能的復合催化劑
.目前一種更新的方法--CO
2加氫一步法取得了較大進展,其反應為:2CO
2+6H
2?2CH
3OCH
3+3H
2O 該方法包括甲醇的合成、甲醇的脫水和水氣的逆轉換反應,其方程式如下(298K):
CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(l)+H
2O(l)△H=-49.01kJ?mol
-1…①
2CH
3OH(l)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(l)△H=-24.02kJ?mol
-1…②
CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(l)△H=41.17kJ?mol
-1…③
(2)CO
2加氫一步法與液相一步法相比有何優(yōu)點
原料廉價,能減少環(huán)境污染等
原料廉價,能減少環(huán)境污染等
.
(3)寫出CO
2加氫一步法在298K下總反應的熱化學方程式
2CO2(g)+6H2(g)?2CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H=-122.04 kJ?mol-1
2CO2(g)+6H2(g)?2CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H=-122.04 kJ?mol-1
.
有人對甲醇脫水轉化為甲醚過程從溫度、液體空速(在單位時間內(nèi)單位體積的催化劑表面通過的原料的量,空速越小,停留時間越長,反應程度越高,但處理能力越。、壓力對甲醇的轉化率影響進行研究,分別獲得以下2組圖.
(4)根據(jù)以上兩幅圖選擇不受空速影響的合適反應溫度和壓強
320℃、0.2-0.6Mpa
320℃、0.2-0.6Mpa
.
(5)某溫度下在2L恒容密閉容器中加入CH
3OH發(fā)生反應2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g),測得有關數(shù)據(jù)如下:
反應時間/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
c(CH3OH)/mol?L-1 |
0.51 |
0.2 |
0.1 |
0.01 |
0.01 |
則此反應在該溫度下的平衡常數(shù)為
625
625
,若再向容器分別加入甲醇0.02mol、CH
3OCH
31.0mol,此時該反應v
正反應>
>
v
逆反應(填“>”、“<”或“=”).
(6)根據(jù)文獻,甲醇轉化率可以根據(jù)冷凝的液相中的甲醇與水的相對百分含量來計算(忽略揮發(fā)到氣相的甲醇),若以C
w表示冷凝液中水的質(zhì)量分數(shù),C
M表示冷凝液中甲醇的質(zhì)量分數(shù),則甲醇的轉化率Χ
M=
.