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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

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