国家主席习近平在联合国大会上表示:“中国将争取在2060年前实现碳中和”。
(1)CO2催化加氢制有机物是实现“碳中和”的重要途径。高效催化剂对CO2加氢制甲醇的反应速率影响很大。如图是CO2加氢制甲醇在不同催化条件下两种反应路径的势能图。

①CO2加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-0.19NA-0.19NAeV/mol(阿伏加德罗常数用NA表示)。
②由图中信息可知,羧酸羧酸(填“甲酸盐”或“羧酸”)路径的活化能更大,不利于反应的进行。中间体的稳定性HCOO*<<COOH*(填“>”、“<”或“=”)。
③下列方法中能提高CO2平衡转化率的是 cdcd。
a.升高温度
b.恒压充入氦气
c.恒容充入H2
d.减小反应容器体积
e.选用合适的催化剂
(2)CO2催化加氢制甲醇过程中存在竞争反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。在压强为p的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为40%,甲醇的选择性为50%[甲醇的选择性x(CH3OH)%=n(CH3OH)n(消耗CO2)×100%],计算CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的平衡常数Kp=0.23.6p×0.23.6p0.63.6p×(2.23.6p)30.23.6p×0.23.6p0.63.6p×(2.23.6p)3(列出计算式)。
(3)CO2催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arthenius经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知Arrhenius经验公式为RlnK=-EaT+C(a为活化能,k为速率常数,R、C为常数)。

①该反应的活化能Ea=30.030.0kJ/mol。
②直线 cc(填“b”或“c”)表示使用更高效的催化剂时,Rlnk与1T的关系。
n
(
C
H
3
OH
)
n
(
消耗
C
O
2
)
0
.
2
3
.
6
p
×
0
.
2
3
.
6
p
0
.
6
3
.
6
p
×
(
2
.
2
3
.
6
p
)
3
0
.
2
3
.
6
p
×
0
.
2
3
.
6
p
0
.
6
3
.
6
p
×
(
2
.
2
3
.
6
p
)
3
E
a
T
1
T
【答案】-0.19NA;羧酸;<;cd;;30.0;c
0
.
2
3
.
6
p
×
0
.
2
3
.
6
p
0
.
6
3
.
6
p
×
(
2
.
2
3
.
6
p
)
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:21引用:1难度:0.6
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