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  • 1. CO2甲烷化在解决环境和能源问题等方面具有重要意义。已知CO2甲烷化包含如下反应:

    主反应: △H

    副反应: △H1 =+41 kJ·mol-1

     △H2=-172kJ·mol -1

     △H3=-75kJ·mol-1

    1. (1) 主反应的△H=,该反应可在(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下自发进行。
    2. (2) 在某高效催化剂的作用下,副反应的影响可忽略不计。将1 mol CO2、4mol H2通入容积为2L的恒容密闭容器中,200℃时容器内CO2的物质的量随时间的变化如下表所示:

      时间/min-1

      10

      20

      30

      40

      50

      60

      n(CO2)mol

      0.31

      0.53

      0.40

      0.30

      0.25

      0.25

      ①能说明反应已达平衡状态的是(填标号)

      a.c(CO2):c(H2O)=1:6    b.混合气体的密度不变 c.v(H2)=4v(CH4) d.密闭容器内压强不变

      ②40min内,消耗H2的平均反应速率为

      ③反应达到平衡时CO2的转化率为

    3. (3) 我国科学家研究了在两种不同催化剂Ni(lll)、Ni—La表面上CO2甲烷化的反应历程,如图所示(截取部分图),其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

      由图中反应历程与能量变化可知:使用催化剂更有利于CO2的吸附。反应能垒(活化能)最(填“高”或“低”)的步骤为整个反应的速控步骤,写出以Ni(lll)为催化剂的速控步骤的化学方程式。两种催化剂催化反应的速控步骤(填“相同”或“不相同”)。

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