用甲醇（CH3OH）和甲苯（Tol）發(fā)生甲基化反應(yīng)可獲得對二甲苯（p-X），同時(shí)生成乙烯、間二甲苯（m-X）和鄰二甲苯（o-X）等副產(chǎn)物，其反應(yīng)如下
Ⅰ：2CH3OH（g）?C2H4（g）+2H2O（g）ΔH1=-26.00kJ?mol-1
Ⅱ：Tol（g）+CH3OH（g）?p-X（g）+H2O（g）ΔH2
Ⅲ：Tol（g）+CH3OH（g）?m-X（g）+H2O（g）ΔH3
Ⅳ：Tol（g）+CH3OH（g）?o-X（g）+H2O（g）ΔH4
在100kPa恒壓條件下n（Tol）：n（CH3OH）=2：1。加入密閉容器中反應(yīng)，不同溫度下二甲苯異構(gòu)體平衡選擇性（用Si表示，i=p-X、m-X或者o-X，Si=n（i）n（p-X）+n（m-X）+n（o-X）如圖1。
（1）反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的ΔH為-69.76kJ?mol-1或-71.37kJ?mol-1或-72.17kJ?mol-1，結(jié)合圖1信息，ΔH2=-71.37-71.37kJ?mol-1。
（2）溫度對平衡狀態(tài)下甲苯轉(zhuǎn)化率αTol、甲醇甲基化選擇性（發(fā)生反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的甲醇與總轉(zhuǎn)化甲醇的物質(zhì)的量之比，用SM表示）、甲醇脫水選擇性（發(fā)生反應(yīng)Ⅰ的甲醇與總轉(zhuǎn)化甲醇的物質(zhì)的量之比，用SD表示）的影響如圖2。代表甲醇甲基化選擇性的曲線是 aa（填標(biāo)號），溫度T＞600K時(shí)，曲線b下降的原因?yàn)?T＞600K時(shí)，甲醇脫水選擇性增大T＞600K時(shí)，甲醇脫水選擇性增大。
（3）T=800K時(shí)，曲線c的縱坐標(biāo)為40%。達(dá)到平衡時(shí)，p（CH3OH）=12532×10-4kP，該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)KP=4×10104×1010kPa。
（4）碳酸二甲酯（DMC）也可與Tol發(fā)生甲基化反應(yīng)[投料比n（Tol）：n（DMC）=4：1，其它條件不變]：
Ⅴ：2Tol（g）+DMC（g）?2p-X（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH5＜0
Ⅵ：2Tol（g）+DMC（g）?2m-X（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH6＜0
Ⅶ：2Tol（g）+DMC（g）?2o-X（g）+H2O（g）+CO2（g）ΔH7＜0
溫度T＞600k時(shí)，與甲醇相比，使用DMC生成二甲苯時(shí)，Tol平衡轉(zhuǎn)化率明顯增大，原因是 甲醇會(huì)脫水產(chǎn)生乙烯，而DMC不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)甲醇會(huì)脫水產(chǎn)生乙烯，而DMC不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。
（5）以下措施能夠有效增加p-X平衡選擇性（Sp-X）的是 DD。
A.選用合適催化劑
B.使用DMC等更優(yōu)質(zhì)甲基化試劑
C.增加反應(yīng)的壓強(qiáng)
D.及時(shí)移去反應(yīng)產(chǎn)生的p-X
n
（
i
）
n
（
p
-
X
）
+
n
（
m
-
X
）
+
n
（
o
-
X
）
125
32
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】-71.37；a；T＞600K時(shí)，甲醇脫水選擇性增大；4×1010；甲醇會(huì)脫水產(chǎn)生乙烯，而DMC不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)；D
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/8/3 8:0:9組卷：49引用：1難度：0.6
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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