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    碳酸二甲酯(DMC)是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品。在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2 + 2CH3OH → CO(OCH3)2 + H2O，但甲醇转化率通常不会超过1%是制约该反应走向工业化的主要原因。某研究小组在其他条件不变的情况下，通过研究温度、反应时间、催化剂用量分别对转化数(TON)的影响来评价催化剂的催化效果。计算公式为：TON=转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。

    （1）已知25℃时，甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2，则上述反应在25℃时的焓变△H3=_____。

    （2）根据反应温度对TON的影响图（下左图）判断该反应的焓变△H________0（填“>”、“=”或“<”），理由是________________________________。

    （3）根据反应时间对TON的影响图（上右图），已知溶液总体积10mL，反应起始时甲醇0.25mol，催化剂0.6×10—5 mol，计算该温度下，4～7 h内DMC的平均反应速率：________；计算10 h时，甲醇的转化率：________。

    （4）根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图（下图），判断下列说法正确的是___   __。

    a. 由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源，在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义

    b. 在反应体系中添加合适的脱水剂，将提高该反应的TON

    c. 当催化剂用量低于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，甲醇的平衡转化率显著提高

    d. 当催化剂用量高于1.2×10—5 mol时，随着催化剂用量的增加，DMC的产率反而急剧下降

     

    【答案】

    （15分）

    （1）2△H1 — △H2  （3分）

    （2）< （2分）     经过相同的反应时间，温度较低时，反应未达到平衡；温度较高时，反应已达到平衡，随着温度升高，TON减小，即平衡向左移动，说明该反应放热（3分）

    （3）1×10-3 mol·L-1·h-1 （ 2分） 8.4×10-2 % （2分）

    （4）ab（3分）

    【解析】

    试题分析：

    （1）根据反应①CH3OH(l)+1.5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)   ΔH1，②CO(OCH3)2(l)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)  ΔH1，根据盖斯定律有目标反应等于①×2-②，故有ΔH3=2ΔH1-ΔH2

    （2）根据图可知，温度升高，平衡逆向移动，故正反应放热ΔH<0；

    （3）4h，TON=20，7h，TON=30，ΔTON=10，Δ甲醇=10×0.6×10-5mol=0.6×10-4mol，速率为0.6×10-4mol÷0.01L÷3h=2×10-3 mol·L-1·h-1，10h，转化的甲醇为35×0.6×10-5mol=2.1×10-4mol，转化率为2.1×10-4mol÷0.25mol=8.4×10-2 %

    （4）a、正确，b、减少水，使平衡正向移动，正确；cd、TON和转化率不是一样，错误；

    考点：考查化学反应速率及化学平衡等相关知识。涉及新信息的获取和解决问题能力。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    碳酸二甲酯（DMC）是一种新型的绿色有机合成中间体，其在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点．已知一定条件下，碳酸二甲酯能发生如下反应：
    反应①：精英家教网
    反应②：精英家教网
    （1）化合物Ⅲ的分子式为
     
    ，反应①和反应②中R的结构简式为
     
    ．
    （2）DMC与足量NaOH溶液反应的化学方程式
     
    ．
    （3）碳酸二甲酯与乙酸苯酯（精英家教网）在催化剂作用下也能生成化合物Ⅱ，同时得到一种副产品G，下列有关G的说法正确的是
     
    ：
    A．G的名称是甲酸乙酯
    B．丙酸和G互为同分异构体
    C．一定条件下，G能发生水解反应
    D．G能与新制Cu（OH）2反应生成红色沉淀
    （4）以碳酸二甲酯合成杀虫剂西维因的路线如下：
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    其中生成物Ⅴ的反应类似于反应②，则Ⅴ的结构简式为
     
    ，1mol西维因最多可与
     
    mol H2发生加成反应．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    碳酸二甲酯（DMC）是一种新型的绿色有机合成中间体，有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点，被称为“21世纪有机合成领域的新基块”．已知一定条件下，碳酸二甲酯能发生如下反应：
    反应①：
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    反应②：
    精英家教网
    （1）化合物Ⅰ的分子式为
     
    ，化合物Ⅰ的最简单同系物属于芳香族化合物的同分异构体共有
     
    种．
    （2）化合物Ⅱ与足量的NaOH溶液反应的化学方程式为
     
    ．
    （3）碳酸二甲酯与乙酸苯酯在有机钛化合物的催化作用下也能生成化合物Ⅱ，同时得到一种副产品，该副产品的名称为
     
    ．
    （4）以碳酸二甲酯代替有毒物质光气合成杀虫剂西维因的路线如下：
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    其中生成化合物Ⅴ的反应类似反应②，则化合物Ⅴ的结构简式为
     
    ，1mol化合物Ⅴ最多可与
     
    mol H2发生加成反应．

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    科目：高中化学 来源：2012届重庆市高二下学期期中考试化学试卷 题型：选择题

    人类对赖以生存的地球环境的保护问题越来越重视，如何减少或取代高污染的化学品的使用，一直是许多化学家奋斗的目标。碳酸二甲酯(简称DMC)是一种新化工原料，2008年在欧洲被誉为“非毒性化学品”。其结构如下图。下列关于DMC的说法中正确的是

    A．DMC可以认为是1 mol碳酸和2 mol甲醇反应生成

    B．DMC在空气不能燃烧

    C．DMC易溶于水，不溶于乙醇和丙酮

    D．1 mol DMC与足量的NaOH溶液反应，最多可以可以消耗4 mol NaOH

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    碳酸二甲酯(DMC)是一种低毒性的绿色化学品，可用于代替高毒性的光气(COCl2)作羰基化试剂。

    农药西维因过去采用的合成路线如下(反应条件省略)

     

    现在采用的合成路线为：

      

     

    （1）农药西维因的生产工艺中,原生产工艺会产生含有       （只填非金属元素）的废物，并增加生产成本。

    （2）新工艺被称为绿色化学工艺的原因是                  ；                   。

    （3）DMC可通过以下方式合成：

    ①Ⅰ是体现一个国家石油化工水平的标志产品，可用于合成生产食品包装膜的高分子原料，该高分子化合物的化学式是                                         

    ②中间产物Ⅲ属于下列      类物质

    A、醛   B、酮   C、羧酸   D、酯

    ③由Ⅰ生成Ⅱ的反应是原子利用率100%的反应，其化学方程式为                   ；

    ④副产物Ⅳ的结构简式是                  ；

    ⑤有关DMC，下列说法正确的是          

    A、能与金属钠反应放出氢气    B、水解能产生CO2和甲醇

    C、与乙醇互为同分异构体      D、可由卤代烃的取代反应制备  E、可发生酯化反应

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