2022年7月13日，化学所碳中和中心召开碳中和会议，白春礼做了“在碳中和愿景下的能源化学”的特邀报告，战略性阐述了二氧化碳转化利用如何支撑实现碳中和目标。现为实现碳中和目标，利用CO、CO2加氢制甲醇的有关反应如下：
Ⅰ.2H2（g）+CO（g） 催化剂CH3OH（g）ΔH1＜0
Ⅱ.H2（g）+CO2（g） 催化剂CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0
Ⅲ.3H2（g）+CO2（g） 催化剂CH3OH（g）+H2O（g）ΔH3
（1）反应Ⅰ的ΔH1═ΔH3-ΔH2ΔH3-ΔH2（用含ΔH2、ΔH3的式子表示）。
（2）要使反应Ⅰ的反应速率加快，可采取的措施有 ACEACE（填序号）。
A．缩小反应容器的容积
B．往密闭容器中不断通入氮气
C．升高温度
D．保持恒压状态不断通入氮气 E.使用合适的催化剂
（3）一定温度下，往5L反应釜中充入1molCO2、3molH2，发生反应Ⅲ，反应了5min后，气体总的物质的量减少了20%，则0～5min内，H2的平均反应速率v═0.048mol/（L•min）0.048mol/（L•min）。
（4）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应Ⅲ，初始时CO2、H2分别为1.0mol、3.0mol,测得H2的平衡转化率[a（H2）]随温度和压强的变化如图1所示。
①如图可知压强p1、p2、p3的大小关系为 p1＜p2＜p3p1＜p2＜p3。
②250℃、p3条件下，反应的化学平衡常数Kp═4912p224912p22（用含p3的式子表示，Kp═p（CH3OH）p（H2O）p3（H2）p（CO2），p为各物质的分压，分压═总压×物质的量分数）。
（5）在密闭容器中充入CO2、H2，发生上述反应Ⅱ和反应Ⅲ，在不同催化剂Cat1、Cat2作用下，测得温度与甲醇选择性的关系如图2所示。在其他条件相同时，若想主要发生反应Ⅲ，催化效率较高的是 Cat1Cat1（填“Cat1”或“Cat2”。）。在Cat2作用下，温度高于500℃时，甲醇的产率降低的可能原因是 催化剂选择性降低，副产物增多（或催化剂失活）催化剂选择性降低，副产物增多（或催化剂失活）。
催化剂
催化剂
催化剂
49
12
p
2
2
49
12
p
2
2
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（
C
H
3
OH
）
p
（
H
2
O
）
p
3
（
H
2
）
p
（
C
O
2
）
【答案】ΔH3-ΔH2；ACE；0.048mol/（L•min）；p1＜p2＜p3；；Cat1；催化剂选择性降低，副产物增多（或催化剂失活）
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【解答】
【点评】
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发布：2024/9/30 0:0:1组卷：30引用：2难度：0.5
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1．氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
（1）利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知：H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ•mol-1。
（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；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c（CH4）=2c（C2H4），则0～25s内v（C2H4）=mol•L-1•s-1。
（3）CH4分解时几种气体的平衡分压（pPa）的对数值lgp与温度的关系如图所示。
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（填“＞”或“＜”）0，此时的平衡常数Kp=（用平衡分压代替浓度进行计算）Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是（填标号）。
A.减小C2H2的浓度
B.升高温度
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
（4）工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为。发布：2025/1/4 8:0:1组卷：9引用：3难度：0.5 -
2．反应 4A（g）+5B（g）⇌4C（g）+6D（g）在 5L 的密闭容器中进行，半分钟后，C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是（ ）
发布：2024/12/30 19:30:2组卷：67引用：6难度：0.6 -
3．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率为0.1mol/（L•min）．求：
（1）此时A的浓度c（A）=mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反应速率v（B）=mol/（L•min）；
（3）x的值为．发布：2024/12/30 19:0:1组卷：163引用：26难度：0.3
