碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种无毒、用途广泛的化工原料,被誉为当今有机合成的“新基石”。
(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC的研究开发。已知:
(ⅰ)CO的标准燃烧热:283.0 kJ•mol﹣1,
(ⅱ)1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
(ⅲ)2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) △H=﹣15.5kJ•mol﹣1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g) CH3OCOOCH3(g)+ H2O(l) △H=______.
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是___________________.
(2)甲醇和CO2可直接合成DMC:
2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g),但由于甲醇转化率通常不会超过1%,因此制约该反应走向工业化生产.
①写出该反应平衡常数表达式:______________________________.
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是__________(选填编号)。
A.v正(CH3OH)=2v逆(CO2) B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变 D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10﹣5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图所示。(计算公式:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)在该温度下,最佳反应时间是_____;4~10h内DMC的平均反应速率是_______.
④如果在其它条件不变的情况下,研究反应温度对甲醇转化数(TON)的影响,请在图的坐标系中画出从投入反应物开始,随着反应温度不断升高(不考虑温度对催化剂活性的影响),TON变化的曲线示意图(假设起始温度为T0℃)__________________.
⑤假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高TON值的是______.
A.往反应体系中添加催化剂 B.往反应体系中添加吸水剂
C.从反应体系中分离出CO2 D.扩大容器的体积.
高三化学填空题困难题
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种无毒、用途广泛的化工原料,被誉为当今有机合成的“新基石”。
(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC的研究开发。
已知:ⅰ CO的标准燃烧热:-283.0 kJ•mol-1,
ⅱ 1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量
ⅲ 2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g) △H=-15.5 kJ•mol-1
则2CH3OH(g)+CO (g)+ 1/2O2(g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l) △H= 。该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是 。
(2)甲醇和CO2可直接合成DMC:2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+ H2O(g),但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产。
① 写出该反应平衡常数表达式: 。
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是 (选填编号)。
A.v正(CH3OH)= 2v逆(CO2)
B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变
D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10-5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如下左图所示。计算公式为:TON = 转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。
在该温度下,最佳反应时间是 ;4~10 h内DMC的平均反应速率是_ ___。
④如果在其它条件不变的情况下,研究反应温度对甲醇转化数(TON)的影响,请在右上图坐标系中画出从投入反应物开始,随着反应温度不断升高(不考虑温度对催化剂活性的影响),TON变化的曲线示意图(假设起始温度为T0℃)。
⑤假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高TON值的是 。
A.往反应体系中添加催化剂
B.往反应体系中添加吸水剂
C.从反应体系中分离出CO2
D.扩大容器的体积
高三化学填空题困难题查看答案及解析
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)在医药、农药、香料等多个领域具有广泛的应用,称为绿色化学品。目前,主要通过甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC。主要副产物有HCOOCH3和CO2。请回答下列问题:
(1)已知:①CO的标准燃烧热为:−283.0 kJ•mol−1
②1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44.0 kJ的热量
③2CH3OH(g)+CO2(g)→CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)△H=−15.5 kJ•mol−1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)→CH3OCOOCH3(g)+H2O(l)△H=______________ 。
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。
(2)在制备DMC的实际工艺过程中,用活性炭负载法制得的催化剂比沉淀法制得的催化剂有更高的活性,说明影响催化剂活性的因素有______________ 。从化学反应原理分析,合适的催化剂在化学反应中的作用有①_________________, ②提高化学反应的选择性能。
(3)使用甲醇汽油可减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g),达到平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L,该温度下,现往容器中继续通入3mol CO,此时v(正)__________ v(逆)(选填‘‘>”、“<’’或“=”),用数据说明理由__________________。
(4)某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10−5 mol催化剂发生反应③,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如右图所示。(计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)。
在该温度下,最佳反应时间是_________h;4~10h内DMC的平均反应速率是_______ 。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)在医药、农药、香料等多个领域具有广泛的应用,称为绿色化学品。目前,主要通过甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC。主要副产物有HCOOCH3和CO2。请回答下列问题:
(1)已知:①CO的标准燃烧热为:−283.0 kJ•mol−1
②1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44.0 kJ的热量
③2CH3OH(g)+CO2(g)⇌CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)△H=−15.5 kJ•mol−1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)⇌CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l)△H=______________ 。
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。
(2)在制备DMC的实际工艺过程中,用活性炭负载法制得的催化剂比沉淀法制得的催化剂有更高的活性,说明影响催化剂活性的因素有_______________ 。从化学反应原理分析,合适的催化剂在化学反应中的作用有①________________________, ②提高化学反应的选择性能。
(3)使用甲醇汽油可减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),达到平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L,该温度下,现往容器中继续通入3mol CO,此时v(正)__________ v(逆)(选填‘‘>”、“<’’或“=”),用数据说明理由__________________。
(4)某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10−5 mol催化剂发生反应③,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图所示.(计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)。在该温度下,最佳反应时间是_________h;4~10h内DMC的平均反应速率是_______ 。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称 DMC)是一种应用前景广泛的新材料。在密闭容器中按n(CH3OH):n(CO2)=2:1 投料直接合成 DMC,反应方程式为:2CH3OH(g)+CO2(g)⇌CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下,平衡时 CO2 的转化率如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强
C.X 点对应的平衡常数为
D.X、Y、Z 三点对应的初始反应速率的关系为Z>Y>X
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称 DMC)是一种应用前景广泛的新材料。在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1 投料直接合成 DMC,反应方程式为﹕2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下, 平衡时 CO2 的转化率如图所示。下列说法中不正确的是
A. 该反应的正反应为放热反应
B. 压强 p2>p1
C. X 点对应的平衡常数为 0.1L/mol
D. X、Y、Z 三点对应的初始反应速率的关系为 Z> Y > X
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
碳酸二甲酯(DMC)是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料.在催化剂作用下,可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯:CO2+2CH3OH→CO(OCH3)2 + H2O 。某研究小组在其他条件不变的情况下,通过研究催化剂用量分别对转化数(TON ) 的影响来评价催化剂的催化效果.计算公式为TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量.根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图,判断下列说法不正确的是
A.由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯,可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
B.在反应体系中添加合适的吸水剂,将提高该反应的TON
C.当催化剂用量为1.2×10-5mol时,该反应的TON 达到最高点
D.当催化剂用量高于1.2×10-5mol时,随着催化剂用量的增加,甲醇的平衡转化率逐渐降低
高三化学选择题困难题查看答案及解析
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种应用前景广泛的新材料,实验室中可用甲醇、CO、CO2等进行合成。回答下列问题:
(1)二氧化碳的电子式为 _________________
(2)用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC。
已知:①CO的标准燃烧热为:−283.0kJ•mol−1,
②1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
③2CH3OH(g)+CO2(g)⇌CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)△H=−15.5kJ•mol−1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)⇌CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l)△H=_____。
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。
(3)由上述反应可知甲醇和CO2可直接合成DMC但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产.
①写出该反应平衡常数表达式:______________ ;
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是____(选填编号).
A.v正(CH3OH)=2v逆(CO2)
B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10−5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图1所示.(计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)。
在该温度下,最佳反应时间是_________h;4~10h内DMC的平均反应速率是_______ .
(4)以多孔铂为电极,在如下图装置中A、B口分别通入CH3OCOOCH3和O2构成燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式____________________________
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),是一种应用前景广泛的新材料,实验室中可用甲醇、CO、CO2等进行合成。回答下列问题:
(1)二氧化碳的电子式为 _________________
(2)用甲醇、CO、O2在常压、70~120℃和催化剂的条件下合成DMC。
已知:①CO的标准燃烧热为:−283.0kJ•mol−1,
②1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
③2CH3OH(g)+CO2(g)⇌CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)△H=−15.5kJ•mol−1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)⇌CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l)△H=_____。
该反应在常压和70~120℃条件下就能自发反应的原因是_______________。
(3)由上述反应可知甲醇和CO2可直接合成DMC但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产.
①写出该反应平衡常数表达式:______________ ;
②在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明已达到平衡状态的是____(选填编号).
A.v正(CH3OH)=2v逆(CO2)
B.CH3OCOOCH3与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变D.容器内压强不变
③某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10−5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图1所示.(计算公式为:TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量)。
在该温度下,最佳反应时间是_________h;4~10h内DMC的平均反应速率是_______ .
(4)以多孔铂为电极,在如下图装置中A、B口分别通入CH3OCOOCH3和O2构成燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式____________________________
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。减少CO2排放是一项重要课题。
(1)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常压、70~120 ℃和催化剂条件下合成DMC。
已知:①CO(g) +1/2O2(g) === CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
②H2O(l)===H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-15.5 kJ·mol-1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(l) ΔH=________。
(2)在2L的密闭容器中通入2 mol CH3OH和1 mol CO2,按反应③合成DMC,一定条件下,平衡时CO2的转化率如图所示,则:
①A点的平衡常数为_________________
②v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为__________________;
③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是________。
A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)
B.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变
C.恒容条件,容器内气体的密度保持不变
D.各组分的物质的量分数保持不变
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
①该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图所示。b电极上的电极反应式为________________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
油漆、胶粘剂行业的新型溶剂——碳酸二甲酯(简称DMC)是近年来受到国内外广泛关注的环保型绿色化工产品。其分子结构中含有特别的原子基团,无机物H2CO3也可以写成结构。国内外现有DMC的合成方法很多,如酯交换法:
(1)有机物I的结构简式为________;
(2)DMC参与以下反应①:
有机物III分子式为________;
有机物II与过量饱和溴水反应的化学反应方程式为________。
(3)DMC与足量NaOH溶液反应的化学方程式为________(注明条件)。
(4)有机物IV是有机物III的一种同分异构体,且IV具有以下性质特征:
A.是一种芳香族化合物 B.能与FeCl3发生显色反应
C.能发生水解反应,也能发生银镜反应 D.苯环上的一氯代物有两种
则有机物IV的结构简式为________。
(5)以DMC合成杀虫剂西维因的路线如下:
其中生成有机物V的反应类似于反应①,有机物V的结构简式为________。
1mol西维因最多可与________mol H2发生加成反应。
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