二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:_______________________。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①
2H2(g)+ CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ·mol-1
②
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+
3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2 (g)的ΔH=___________;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(3)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
|
CH3OH
|
CH3OCH3
|
H2O
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浓度/(mol·L-1)
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0.44
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0.6
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0.6
|
①比较此时正、逆反应速率的大小: v正______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH)
=_________;该时间内反应速率v(CH3OH) =__________。