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  • 1. (2016·浙江) 催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:

    CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=﹣53.7kJ•mol1

    CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2

    某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:

    T(K)

    催化剂

    CO2转化率(%)

    甲醇选择性(%)

    543

    Cat.1

    12.3

    42.3

    543

    Cat.2

    10.9

    72.7

    553

    Cat.1

    15.3

    39.1

    553

    Cat.2

    12.0

    71.6

    [备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性;转化的CO2中生成甲醇的百分比

    已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为﹣283.0kJ•mol1和﹣285.8kJ•mol1

    ②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ•mol1

    请回答(不考虑温度对△H的影响):

    1. (1) 反应I的平衡常数表达式K=;反应Ⅱ的△H2=kJ•mol1

    2. (2) 有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有      

      A . 使用催化剂Cat.1   B . 使用催化剂Cat.2 C . 降低反应温度   D . 投料比不变,增加反应物的浓度 E . 增大 CO2和H2的初始投料比
    3. (3) 表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是

    4. (4)

      在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程﹣能量”示意图.

    5. (5) 研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在极,该电极反应式是

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