“一碳化学”是指研究分子中只含有一个碳原子的化合物为原料合成一系列化工产品的化学。研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO2和H2在催化剂作用下可发生以下两个反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.5kJ•mol-1
Ⅱ.2CO2(g)+5H2(g)⇌CH3OH(g)+4H2O(g)ΔH=+37.1kJ•mol-1
在压强、CO2、H2的起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ,实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。

已知:CH3OH的选择性=CH3OH的物质的量反应的CO2的物质的量×100%。
其中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线是 ②② (填“①”或“②”);温度高于280℃时,曲线①随温度升高而升高的原因是 高于280℃,以反应Ⅱ为主,反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,使CO2的转化率升高高于280℃,以反应Ⅱ为主,反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,使CO2的转化率升高;为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性,应选择的反应条件为 BB (填标号)。
A.低温、低压
B.低温、高压
C.高温、高压
D.高温、低压
(2)对于反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH=+41.1kJ•mol-1,反应速率v=v正-v逆=k正p(CO)×p(H2O)-k逆p(CO2)×p(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压。
①降低温度,k正k逆 减小减小(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在TK、101kPa下,按照n(CO):n(H2O)=1:1投料,待达到平衡,k正k逆=49,用气体分压表示的平衡常数Kp=4949。
C
H
3
OH
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量
×
100
%
k
正
k
逆
k
正
k
逆
=
4
9
4
9
4
9
【答案】②;高于280℃,以反应Ⅱ为主,反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,使CO2的转化率升高;B;减小;
4
9
【解答】
【点评】
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(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
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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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