利用CO2、H2用为原料合成CH3OH可有效降低空气中二氧化碳的含量,其中涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O (g)△H1<0
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O (g)△H2=+40.9kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)利用ΔH2计算ΔH1时,还需要利用 CO(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)CO(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)反应的ΔH。
(2)使用新型催化剂,将1molCO2和2.44molH2在1L密闭容器中进行反应,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示。(甲醇的选择率:转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)

①达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高的是 FF(填“D”、“E”或“F”)。
②553K时,反应Ⅰ的平衡常数K=0.003750.00375。
③随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加,甲醇的选择率降低,其原因为 当温度升高时反应Ⅰ平衡逆向移动,而反应Ⅱ平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低当温度升高时反应Ⅰ平衡逆向移动,而反应Ⅱ平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低。
(3)研究表明,在电解质溶液中,CO2可以被电化学还原。
①CO2在碱性介质中电还原为甲醇的电极反应式为 CO2+6e-+5H2O═CH3OH+6OH-CO2+6e-+5H2O═CH3OH+6OH-。
②两种不同催化剂a、b上,CO2电还原为CO的反应进程中(H+电还原为H2同时发生)相对能量变化如图。由此判断,更易催化CO2电还原为CO的催化剂是 bb(填“a”或“b”),理由是 b催化剂条件下,CO2电还原为CO的活化能小于H+电还原为H2的活化能,更容易催化CO2电还原为COb催化剂条件下,CO2电还原为CO的活化能小于H+电还原为H2的活化能,更容易催化CO2电还原为CO。

【答案】CO(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g);F;0.00375;当温度升高时反应Ⅰ平衡逆向移动,而反应Ⅱ平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低;CO2+6e-+5H2O═CH3OH+6OH-;b;b催化剂条件下,CO2电还原为CO的活化能小于H+电还原为H2的活化能,更容易催化CO2电还原为CO
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:22引用:2难度:0.5
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(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
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则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
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