CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用可以减少碳排放,对保护环境有重要意义。
(1)碱液吸收。室温下用NaOH溶液捕获CO2,若所得溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=1:5,则溶液pH=1111(室温下,H2CO3的电离常数:K1=4×10-7、K2=5×10-11)
(2)催化转化。以CO2、H2为原料在催化剂作用下合成CH3OH涉及的主要反应如下。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.5kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH2=-90.4kJ/mol
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH3
回答下列问题:
①ΔH3=+40.9+40.9kJ/mol;Ⅰ、Ⅲ两个反应在热力学上趋势较大的是 ⅠⅠ(填Ⅰ或Ⅲ)。
②反应Ⅱ的反应历程如图,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

该反应历程中决速步的能垒为 0.80.8eV,虚线框内发生的反应达到平衡后,升高温度,正反应速率 小于小于(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。
③不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率(X)随温度(T)的变化关系如图所示。

压强P1、P2、P3由大到小的顺序为 P1>P2>P3P1>P2>P3;温度高于T1时,X几乎相等的原因是 温度高于T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强对平衡没有影响温度高于T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强对平衡没有影响。
(3)250℃,一定压强和催化剂条件下,1.32molCO2和3.96molH2充分反应,平衡时CO为0.03mol,CH3OH为0.41mol,试求反应Ⅲ的平衡常数 5.6×10-35.6×10-3(结果保留两位有效数字)。
【答案】11;+40.9;Ⅰ;0.8;小于;P1>P2>P3;温度高于T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强对平衡没有影响;5.6×10-3
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:8引用:1难度:0.6
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