Question

资源化利用的方法之一是合成二甲醚（简写做）。催化加氢法合成，其过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ： 

反应Ⅱ： 

其中，反应Ⅱ分以下两步完成，请写出反应Ⅳ的热化学方程式。

反应Ⅲ： 

反应Ⅳ：___________。

⑴反应Ⅳ的热化学方程式为________。

⑵在和的起始量一定的条件下，的平衡转化率和平衡时、的选择性随压强或温度的变化见下图。已知：

的选择性；

的选择性

①依据图像中的数据分析，提高平衡时的选择性应当选择的条件为________。

A 高温高压          B 低温低压           C 高温低压          D 低温高压

按照温度对化学平衡的影响图像分析温度低于300℃，平衡转化率随温度升高而降低的原因是_______。

②某温度和压强下，起始投入与足量发生反应，达到平衡时的转化率为40%，部分物质的物质的量如下表：

计算平衡时的选择性为________，反应Ⅳ的化学平衡常数为________。

⑶经研究发现，在不同反应条件下反应相同时间（未平衡）测定发现，体系中的浓度均很低，则可知活化能大小关系：反应Ⅲ________反应Ⅳ（填“大于”、“小于”或“等于”）。

⑷，投料比为时进行反应，的浓度随时间变化如下图所示，则下列说法正确的为________。

A 在范围内，反应Ⅰ的速率随温度升高而增大

B 200℃条件下，随反应时间的延长，的浓度始终增大

C 260℃条件下，随反应时间的延长，的浓度先增大后减小最终不变

D 260℃条件下，后的浓度减小是因为随时间推移反应Ⅱ的进行使体系中浓度越来越高，反应Ⅰ的逆反应速率不断增大，从而使浓度逐渐下降

Answer

D 反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，温度升高使转化为的平衡转化率上升，使转化为的平衡转化率下降，且下降幅度超过上升幅度 80% 24.89 大于 ACD

【解析】

⑴根据反应Ⅱ减去反应Ⅲ的2倍得到反应Ⅳ的热化学方程式。

⑵①依据图像中的数据分析；按照温度对化学平衡的影响图像分析温度低于300℃，反应Ⅰ、反应Ⅱ的焓变对CO2转化为CO即的平衡转化率的影响分析；②计算达到平衡时的消耗量和生成CH3OCH3物质的量，再计算平衡时的选择性和反应Ⅳ的化学平衡常数。

⑶根据一种物质很难发现说明生成物难反应或反应物易消耗分析。

⑷A. 根据图中信息在0～1min范围内，温度越大，反应Ⅰ速率越快；B. 根据图中信息260℃条件下，CO浓度在2min后开始下降，240℃条件下，CO浓度在2.5min后开始下降，在200℃条件下，随反应时间的延长，CO的浓度在某时间点后也开始下降；C. 260℃条件下，随反应时间的延长，的浓度先增大后减小最终不变；D. 260℃条件下，2min后随时间推移反应Ⅱ的进行使体系中浓度越来越高，反应Ⅰ的逆反应速率不断增大，从而使浓度逐渐下降。

⑴根据反应Ⅱ减去反应Ⅲ的2倍得到反应Ⅳ的热化学方程式为 ；故答案为： 。

⑵①依据图像中的数据分析，为了提高平衡时的选择性，减少CO的选择性，应当选择的条件为低温高压；按照温度对化学平衡的影响图像分析温度低于300℃，反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为的平衡转化率下降，且下降幅度超过上升幅度是CO2平衡转化率随温度升高而降低的原因；故答案为：D；反应Ⅰ的，反应Ⅱ的，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为的平衡转化率下降，且下降幅度超过上升幅度。

②某温度和压强下，起始投入与足量发生反应，达到平衡时的转化率为40%，即消耗0.4 molCO2，生成CO消耗0.02mol CO2，生成CH3OH消耗0.06mol CO2，则生成CH3OCH3物质的量为0.16mol，平衡时的选择性为，设容器体积为VL，反应Ⅳ的化学平衡常数为；故答案为：80%；24.89。

⑶经研究发现，在不同反应条件下反应相同时间(未平衡）测定发现，体系中CH3OH的浓度均很低，说明反应很难生成甲醇，甲醇又易反应生成CH3OCH3，因此活化能大小关系：反应Ⅲ大于反应Ⅳ；故答案为：大于。

⑷A. 根据图中信息在0～1min范围内，温度越大，反应Ⅰ速率越快，故A正确；B. 根据图中信息260℃条件下，CO浓度在2min后开始下降，240℃条件下，CO浓度在2.5min后开始下降，在200℃条件下，随反应时间的延长，CO的浓度在某时间点后也开始下降，故B错误；C. 260℃条件下，随反应时间的延长，的浓度先增大后减小最终不变，故C正确；D. 260℃条件下，2min后随时间推移反应Ⅱ的进行使体系中浓度越来越高，反应Ⅰ的逆反应速率不断增大，从而使浓度逐渐下降，故D正确；综上所述，答案为：ACD。