碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇...

碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO₂直接合成DMC：CO₂ + 2CH₃OH → CO(OCH₃)₂ + H₂O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、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。

（1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H₁和△H₂，则上述反应在25℃时的焓变△H₃=_____。

（2）根据反应温度对TON的影响图（下左图）判断该反应的焓变△H________0（填“>”、“=”或“<”），理由是________________________________。

（3）根据反应时间对TON的影响图（上右图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10^—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。

（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（下图），判断下列说法正确的是_____________。

a. 由甲醇和CO₂直接合成DMC，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脱水剂，将提高该反应的TON

c. 当催化剂用量低于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高

d. 当催化剂用量高于1.2×10^—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

高三化学填空题困难题查看答案及解析

碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2＋2CH3OH―→CO(OCH3)2＋H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、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。

（1）已知25 ℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为ΔH1和ΔH2，则上述反应在25 ℃时的焓变ΔH3＝________。

（2）根据反应温度对TON的影响图(图1)判断该反应的焓变ΔH____0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_________。

（3）根据反应时间对TON的影响图(图2)，已知溶液总体积 10 mL，反应起始时甲醇0.25 mol，催化剂0.6×10－5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。

（4）根据该研究小组的实验及催化剂用量TON的影响图(图3)，判断下列说法正确的是________。

a．由甲醇和CO2直接合成DMC，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脱水剂，将提高该反应的TON

c．当催化剂用量低于1.2×10－5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高

d．当催化剂用量高于1.2×10－5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

高三化学填空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

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。

高三化学推断题困难题查看答案及解析

碳酸二甲酯（CO(OCH3)）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：CO2＋2CH3OH→CO(OCH3)2＋H2O。某研究小组在某温度下，在0.1L恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10－5mol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。计算公式为：TON＝转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。下列说法不正确的是

A. 在该温度下，最佳反应时间是10h

B. 4～10h内碳酸二甲酯的平均反应速率是7.5×10－4mol·L－1·h－1

C. 向反应体系中添加催化剂，一定能提高反应的TON

D. 该合成方法可以利用廉价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具有重要意义

高三化学单选题困难题查看答案及解析

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

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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_______ 。

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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_______ 。

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碳酸二甲酯（简称DMC）是油漆、胶粘剂行业的环保型绿色溶剂。DMC的合成方法很多，如以乙烯为原料，与甲醇进行酯交换的合成路线如下：

已知一定条件下，DMC也能发生酯交换反应：

（1）写出A物质的一种同分异构体的名称：_________；

（2）写出C的结构简式：_________；A与CO2的反应类型是_________；

（3）写出DMC与足量NaOH溶液反应的化学方程式：____________________;

（4）苯酚与DMC的反应因反应物用量不同，也可得到化合物F, 写出F的结构简式：_____；

（5）参照物质B的合成路线，设计一条由2－氯丙烷和必要的无机试剂制备的合成路线（注明必要的反应条件） ____________。

合成路线常用的表示方式为：AB……目标产物

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（共16分）近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。据中国化工报报道，美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系，比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)　 　 △H 1=－49.58 kJ•mol-1

反应Ⅱ：CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g)　 　　 　 △H 2

反应Ⅲ： CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g)　 　　　　　 △H 3=－90.77 kJ•mol-1

回答下列问题：

（1）反应Ⅱ的△H 2=　　　　 ，反应Ⅲ自发进行条件是　　　　 （填“较低温”、“较高温”或“任何温度”）。

（2）在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得在不同反应物起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如下图所示。

①据图可知，若要使CO2的平衡转化率大于40%，以下条件中最合适的是　　 ；

A．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.5mol； 650K　　

B．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.7mol；550K

C．n(H2)=3mol，n(CO2)=1.9mol； 650K　　

D．n(H2)=3mol，n(CO2)=2.5mol；550K

②在温度为500K的条件下，充入3mol H2和1.5mol CO2，该反应10min时达到平衡：

a．用H2表示该反应的速率为　　　　　 ；

b．该温度下，反应I的平衡常数K=　　　　　 ；

c．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线：

（3）某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂（发生反应I、Ⅱ、

Ⅲ），测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率（a）及CH3OH的产率（b），如图所示，请回答问题：

①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是　　　　 （选填编号）。

A．改用高效催化剂

B．升高温度

C．缩小容器体积

D．分离出甲醇

E．增加CO2的浓度

②据图可知当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而　　 　 （填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”），其原因是　　　　　　 。

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