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  • 1. (2022·惠州模拟) 温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点,合理利用燃料废气中的CO2 , 也是实现“碳中和”的途径之一。

    1. (1) I.温室气体CO2转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。回答下列问题:

      已知:①CO(g)+H2O(g) HCOOH(g) △H1=−72.6kJ·mol−1

      ②2CO(g)+O2(g)  2CO2(g)       △H2=−566.0kJ·mol−1

      则反应③的平衡常数表达式K= , 写出反应③的热化学方程式

    2. (2) 刚性绝热密闭容器中,等物质的量的CO2(g)和H2O(g)发生反应③,下列可判断反应达到平衡的是____(填标号)。
      A . CO2(g)和H2O(g)的物质的量之比不变 B . 容器中气体平均摩尔质量不变 C . (CO2)= υ(O2) D . 容器内温度不变
    3. (3) 在催化剂作用下CO2和H2也可以合成甲酸,主要涉及以下反应:

      i.СО2(g)+Н2(g)  НСООН(g) △H3<0

      ii.CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) △H4

      刚性密闭容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1:1投料,平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示。(选择性是指转化成目标产物的反应物在实际消耗的反应物中的占比)

      ①曲线a随温度升高而下降的原因是;为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性,应选择的反应条件为(填标号)。

      A. 低温、低压       B.高温、高压       C.高温、低压       D.低温、高压

      ②240℃时,容器内压强随时间的变化如下表所示:

      时间/min

      0

      20

      40

      60

      80

      压强/MPa

      p0

      0.91p0

      0.85p0

      0.80p0

      0.80p0

      反应i的速率可表示为υ=k·p(CO2)·p(H2)(p为气体分压,分压=总压×气体的物质的量分数, k为常数),则反应在60 min时υ=(用含p0、k的式子表示)。

    4. (4) Ⅱ.CO2−CH4催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。

      在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2 , 在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。

      ①由如图可知:压强p1p2(填“>”、“<”或“=”)。

      ②Y点:υ(正)υ(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

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