CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应:
a)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
b)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
c)12CO(g)+H2(g)⇌12CH3OH(g)ΔH3=-45.1kJ/mol
(1)根据盖斯定律,反应a的ΔH1=-49.0kJ/mol-49.0kJ/mol。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

反应历程中最小能垒(活化能)E正0.610.61eV。写出历程②的化学方程式 HOCO*+H*=CO*+H*+OH*ΔH=+0.20 (ev)HOCO*+H*=CO*+H*+OH*ΔH=+0.20 (ev)。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有 ACAC。
A.升高温度,反应b正向移动,反应c逆向移动
B.加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热
C.增大H2的浓度,有利于提高CO2的平衡转化率
D.及时分离除CH3OH,可以使得反应a的正反应速率增大
(4)加压,甲醇产率将 升高升高;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将 升高升高。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。
(5)使用新型催化剂,让1mol CO2和3mol H2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图2所示。

553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的Kp=3p14×3p14(p7)×(3p7)33p14×3p14(p7)×(3p7)3(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数。)由图2可知,适宜的反应温度为 513K513K。
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【考点】化学平衡的影响因素.
【答案】-49.0kJ/mol;0.61;HOCO*+H*=CO*+H*+OH*ΔH=+0.20 (ev);AC;升高;升高;;513K
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:20引用:2难度:0.6
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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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