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  • 1. (2022·茂名模拟) 当今中国积极推进绿色低碳发展,力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:

    反应I:

    反应II:

    1. (1) ①一定条件下,一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为:       

      ②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为120 , 则该反应的Ea(正)活化能为

    2. (2) ①反应I在催化剂M表面进行,其中CO2生成CH3OH的历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种,TS表示过渡态,能量的单位为eV)。

      下列说法正确的是

      A.在反应过程中有极性键的断裂

      B.本历程共分为5步反应进行

      C.本历程的决速步骤的反应为:

      D.加入催化剂M可以提高甲醇的平衡产率

      ②在催化剂M表面进行反应I,当起始量时,在不同条件下达到平衡,体系中CO2的转化率为α(CO2),在T=400℃下α(CO2)随压强变化关系和在p=60MPa下α(CO2)随温度变化关系如下图所示。其中代表在T=400℃下α(CO2)随压强变化关系的是(填“a线”或“b线”);a、b两线的交点E对应的平衡常数(填“相同”或“不同”)。当α(CO2)为80%时,反应条件可能是

    3. (3) 温度为T℃时,在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH,往容器中通入1molCO2、3molH2进行反应,反应过程中容器内的压强随着时间变化如下表所示。

      时间/min

      0

      10

      20

      30

      40

      50

      压强/MPa

      120

      105

      95

      90

      88

      88

      (已知:CH3OH选择性=)

      请计算反应开始至40min的平均反应速率v(CH3OH)=MPa/min;此时CH3OH的选择性为80%,则反应I的压强平衡常数Kp=(只列计算式,压强平衡常数:用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压气体物质的量分数)。

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