CO2循环再利用制备甲烷、甲醇等有机燃料,变废为宝历来是化学重要的研究领域。
Ⅰ.Pd-MgO/SiO2界面上甲烷化的过程如图所示。下列说法正确的是 CDCD(填标号)。
A.整个循环过程中镁的价态不断发生改变
B.循环中Pd、MgO、SiO2均未参与反应
C.氢分子在Pd表面被吸附并解离为氢原子
D.总反应为:4H2+CO2═CH4+2H2O
Ⅱ.为了高效利用能源并且减少CO2的排放,可用下列方法把CO2转化成乙醇燃料。
反应①:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.0kJ•mol-1
反应②:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ•mol-1
反应①在 低温低温(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)下,易自发进行。
Ⅲ.利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下:
a.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
b.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ•mol-1
试回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3=-99kJ•mol-1,则ΔH1=-58-58kJ•mol-1
(2)向刚性容器中充入一定量的CO2和H2,在不同催化剂(Cat.1,Cat.2)下经相同反应时间,CO2的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=n(CH3OH)n(CO)+n(CH3OH)×100%]随温度的变化如图所示:

①由图可知,催化效果Cat.1 >>Cat.2(填“>”“<”或“=”)。
②在210~270℃间,CH3OH的选择性随温度的升高而下降,请写出一条可能原因 温度升高,催化剂的活性降低(或温度升高,更有利于反应b速率增大)温度升高,催化剂的活性降低(或温度升高,更有利于反应b速率增大)。
(3)一定条件下,向刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO2和H2发生上述反应。
①有利于提高甲醇平衡产率的条件是 BB(填标号)。
A.高温高压
B.低温高压
C.高温低压
D.低温低压
②达到平衡时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为75%,则H2的转化率为 16.7%16.7%;反应b的压强平衡常数Kp=5×10-35×10-3。
n
(
C
H
3
OH
)
n
(
CO
)
+
n
(
C
H
3
OH
)
【答案】CD;低温;-58;>;温度升高,催化剂的活性降低(或温度升高,更有利于反应b速率增大);B;16.7%;5×10-3
【解答】
【点评】
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