5.
乙二醇是一种重要的有机化工原料,在478K利用草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的反应历程如下:
①CH
3OOCCOOCH
3(g)+2H
2(g)⇌HOCH
2COOH
3(g)+CH
3OH(g)△H
1=a kJ/mol
②HOCH
2COOCH
3(g)+2H
2(g)⇌HOCH
2CH
2OH(g)+CH
3OH(g)△H
2=b kJ/mol
③HOCH
2CH
2OH(g)+H
2(g)⇌C
2H
5OH(g)+H
2O(g)△H
3=c kJ/mol
(1)写出478K时草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的热化学方程式:
.
(2)下表是各反应在不同温度下的平衡常:
反应/K/温度 | 458K 478K 488K |
① ② ③ | 1.78×104 1.43×104 1.29×104 1.91×107 1.58×107 1.45×107 8.11×108 3.12×108 2.00×108 |
①写出反应③的平衡常数表达式K=
,△H
3 0(选填“>”、“=”或“<”).
②下列有关反应②的说法中,正确的是
(选填号).
A.较低温度有利于反应②自发进行
B.恒容条件下,当反应混合气体的平均摩尔质量不再改变时,反应达到了平衡
C.升高温度,有利于提高乙二醇的产率
D.增加氢气的浓度,一定既能加快反应的速率,又能提高乙二醇的百分含量
(3)分析图1、图2,选择工业上合成乙二醇的最佳压强n(H
2):n(草酸二甲酯)比例
(选填编号).
A.0~1Mpa,n(H
2):n(草酸二甲酯)=40 B.1~2Mpa,n(H
2):n(草酸二甲酯)=20
C.2~3Mpa,n(H
2):n(草酸二甲酯)=40 D.2~3Mpa,n(H
2):n(草酸二甲酯)=20
(4)图3表示温度对反应的影响,试分析工业上合成乙二醇时,实际温度不高也不低,选择在473K的理由?
.
(5)对反应①,在478K、恒压条件下,充入草酸二甲酯和H
2各2mol,一段时间后达平衡,若在t
1时刻再充入各1mol的反应物(其它条件不变),t
2时重新达到平衡,请在图4中画出正逆反应速率随时间变化的示意图.