我国提出2060年前实现碳中和,为有效降低大气中CO2含量,科学家利用CO2与H2合成CH3OH,发生反应包含Ⅰ.主反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
Ⅱ.副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH2=-99.2kJ•mol-1,则ΔH=-58.1kJ•mol-1-58.1kJ•mol-1。相同条件下,C=O键键能为803kJ•mol-1,H-H键键能为436kJ•mol-1,则CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)的活化能为 2972.1kJ•mol-12972.1kJ•mol-1。
(2)我国科学家在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示(部分物质未画出)。

①下列说法正确的是 BB。
A.催化剂可同时降低主副反应的活化能从而降低反应热
B.副反应所需活化能高于主反应
C.*OCH2与H+结合形成*OCH3
D.反应过程中包含极性键和非极性键的断裂与生成
②要加快合成甲醇的反应速率,主要降低历程中 *CO+*H+*OH→*CO+*H2O或*H+*OH→*H2O*CO+*H+*OH→*CO+*H2O或*H+*OH→*H2O的能量变化(用历程中符号表示即可,如:(*H+*CO2→*CO+*OH)。
(3)在恒温1L密闭容器中充入4molCO2和6molH2,初始压强为p,10min时主副反应都达到平衡状态,体系压强为0.8p,测得c(H2O)=2mol•L-1。
①0~10min内v(CO)=0.1mol•L-1min-10.1mol•L-1min-1。
②主反应的化学平衡常数Kp=10.08p210.08p2(用含p的代数式表示)。
③平衡时,CH3OH的选择性 50%50%(CH3OH的选择性=CH3OH平衡浓度CO2的转化浓度×100%)。
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p
2
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2
C
H
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OH
平衡浓度
C
O
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的转化浓度
【答案】-58.1kJ•mol-1;2972.1kJ•mol-1;B;*CO+*H+*OH→*CO+*H2O或*H+*OH→*H2O;0.1mol•L-1min-1;;50%
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:6引用:1难度:0.5
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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A.减小C2H2的浓度
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