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  • 1. (2021·攀枝花模拟) CO2制甲醇是极具前景的资源化研究领域。CO2制甲醇有多种方法,其中CO2催化加氢的主要反应是:

    Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ/mol

    Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol

    回答下列问题:

    1. (1) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)   △H3=kJ/mol。
    2. (2) 已知反应Ⅰ的速率方程为v=k•x(CO2)·[x(H2)]3v=k•x(CH3OH)•x(H2O),k、k均为速率常数且只与温度有关,x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数Kx=(以k、k表示)
    3. (3) 控制CO2和H2初始投料比为1:3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示:

      ①温度升高,CO产率上升的原因是

      ②在250℃以上,升高温度CO2的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是

    4. (4) 300℃,在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2 , 反应I达到平衡状态时,CO2的转化率为50%,甲醇的选择性为60%(参与反应的CO2中转化为甲醇的百分比)。则300℃时反应I的平衡常数K=
    5. (5) 电催化还原二氧化碳制甲醇是新的研究热点。

      ①研究人员曾经用覆盖过渡金属的石墨为阴极,稀硫酸为电解质溶液,在阴极通入CO2制得甲醇。阴极的电极反应式为:

      ②研究人员用表面附着ZnO薄膜的Cu2O为电极,以电催化还原CO2制甲醇获得突破。附着ZnO薄膜的Cu2O电极的制作方法是:在一定条件下,Cu2O为阴极,电解Zn(NO3)2溶液,在阴极表面沉积ZnO,电极反应式为(请补充完整):Zn2++ +2e-=

      ③研究发现:其他条件相同时,电解不同浓度的Zn(NO3)2溶液所得电极用于电催化制备甲醇产量的关系如图,其中最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓度是mol/L。

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