二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”.由合成气制备二甲醚的主要原理如下:反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1反应Ⅱ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)、△H2反应Ⅲ:2CO(g)+4H2
二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”.由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1
反应Ⅱ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)、△H2
反应Ⅲ:2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3
相关反应在不同温度时的平衡常数及其大小关系如表所示
温度/K反应I反应Ⅱ已知:
K1>K2>K1′>K2′298K1K2328K1′K2′回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的自发性___(填“一定自发”、“可能自发”或“一定不自发”);反应Ⅱ的平衡常数表达式为___,反应Ⅲ的△H3和△H1、△H2的关系___反应.
(2)在合成过程中,因为有CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)反应发生,所以能提高CH3OCH3的产率,原因是___.
(3)如图1两条曲线分别表示反应I(按物质的量比:n(CO):n(H2)=1:2)中压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化关系,计算压强为5.0MPa、温度为200℃时,平衡混合气中甲醇的物质的量分数是___.
(4)反应Ⅲ逆反应速率与时间的关系如图2所示:
①试判断t2时改变的条件是___或___.
②若t4扩大容器体积,t5达到平衡,t6时增大反应物浓度,请在上图中画出t4-t6的变化曲线.