【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】
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:ⅰCO的标准燃烧热:-283.0kJ•mol-1,
ⅱ1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44kJ的热量
ⅲ2CH3OH(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___;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2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.