二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH 1 =-90.1kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH 2 =-49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应:
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH 3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH 4=-24.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一,工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响 。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物的水蒸气)的热化学方程式为 。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响 。
(4)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。