Question

碳酸二甲酯(DMC)是一種近年來(lái)受到廣泛關(guān)注的環(huán)保型綠色化工產(chǎn)品。在催化劑作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2＋2CH3OH―→CO(OCH3)2＋H2O，但甲醇轉(zhuǎn)化率通常不會(huì)超過(guò)1%是制約該反應(yīng)走向工業(yè)化的主要原因。某研究小組在其他條件不變的情況下，通過(guò)研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量分別對(duì)轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響來(lái)評(píng)價(jià)催化劑的催化效果。

計(jì)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。

(1)已知25 ℃時(shí)，甲醇和DMC的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為ΔH1和ΔH2，則上述反應(yīng)在25 ℃時(shí)的焓變?chǔ)�H3＝________。

(2)根據(jù)反應(yīng)溫度對(duì)TON的影響圖(圖1)判斷該反應(yīng)的焓變?chǔ)�H________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_________________。

(3)根據(jù)反應(yīng)時(shí)間對(duì)TON的影響圖(圖2)，已知溶液總體積  10 mL，反應(yīng)起始時(shí)甲醇0.25 mol，催化劑0.6×10－5 mol，計(jì)算該溫度下，4～7 h內(nèi)DMC的平均反應(yīng)速率：________；計(jì)算10 h時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)化率：________。

(4)根據(jù)該研究小組的實(shí)驗(yàn)及催化劑用量TON的影響圖(圖3)，判斷下列說(shuō)法正確的是________。

a．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用價(jià)廉易得的甲醇把影響環(huán)境的溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為資源，在資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)方面都具有重要意義

b．在反應(yīng)體系中添加合適的脫水劑，將提高該反應(yīng)的TON

c．當(dāng)催化劑用量低于1.2×10－5 mol時(shí)，隨著催化劑用量的增加，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率顯著提高

d．當(dāng)催化劑用量高于1.2×10－5 mol時(shí)，隨著催化劑用量的增加，DMC的產(chǎn)率反而急劇下降

Answer 1

（15分）

答案　(1)2ΔH1－ΔH2  （3分）

(2)＜（1分）　經(jīng)過(guò)相同的反應(yīng)時(shí)間，溫度較低時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到平衡；溫度較高時(shí)，反應(yīng)已達(dá)到平衡，隨著溫度升高，TON減小，即平衡向左移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)放熱（2分）

(3)1×10－3 mol·L－1·h－1（3分）　8.4×10－2%（3分）

(4)ab（3分）