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下表所示
298 | K1 | K2 |
328 | K1′ | K2′ |
(1)反应Ⅰ的△S___0(填“>”或“<”);反应Ⅱ的平衡常数表达式为___,反应Ⅲ是___反应(填“吸热”或“放热”).
(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0.1MPa、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,请在图2中画出t4-t6的变化曲线.
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