Question

碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，簡稱DMC)，是一種無毒、用途廣泛的化工原料，被譽(yù)為當(dāng)今有機(jī)合成的“新基石”。

（1）浙江大學(xué)用甲醇、CO、O2在常壓、70~120℃和催化劑的條件下合成DMC的研究開發(fā)。

已知：ⅰ CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱：-283.0 kJ•mol-1，

ⅱ 1mol H2O(l)完全蒸發(fā)變成H2O(g)需吸收44 kJ的熱量

ⅲ 2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g) △H=－15.5 kJ•mol-1

則2CH3OH(g)+CO (g)+ 1/2O2(g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l) △H= 。該反應(yīng)在常壓和70~120℃條件下就能自發(fā)反應(yīng)的原因是 。

（2）甲醇和CO2可直接合成DMC：2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+ H2O(g)，但甲醇轉(zhuǎn)化率通常不會超過1%，制約該反應(yīng)走向工業(yè)化生產(chǎn)。

① 寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式： 。

②在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，能說明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是 （選填編號）。

A．v正(CH3OH)= 2v逆(CO2)

B．CH3OCOOCH3與H2O的物質(zhì)的量之比保持不變

C．容器內(nèi)氣體的密度不變

D．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變

③某研究小組在某溫度下，在100mL恒容密閉容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、適量CO2和6×10-5 mol催化劑，研究反應(yīng)時間對甲醇轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響，其變化曲線如下左圖所示。計算公式為：TON = 轉(zhuǎn)化的甲醇的物質(zhì)的量/催化劑的物質(zhì)的量。

在該溫度下，最佳反應(yīng)時間是 ；4～10 h內(nèi)DMC的平均反應(yīng)速率是_ ___。

④如果在其它條件不變的情況下，研究反應(yīng)溫度對甲醇轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響，請在右上圖坐標(biāo)系中畫出從投入反應(yīng)物開始，隨著反應(yīng)溫度不斷升高（不考慮溫度對催化劑活性的影響），TON變化的曲線示意圖（假設(shè)起始溫度為T0℃）。

⑤假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時下列措施能提高TON值的是 。

A．往反應(yīng)體系中添加催化劑

B．往反應(yīng)體系中添加吸水劑

C．從反應(yīng)體系中分離出CO2

D．?dāng)U大容器的體積

Answer 1