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  • 1. (2022高三上·嵊州月考) “碳中和”引起各国的高度重视,正成为科学家研究的热点课题。利用CO2生产甲醇是资源化利用CO2的一种有效途径。涉及的反应如下:

    反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH=-49.5 kJ·mol-1

    反应II:CO (g)+2H2(g)CH3OH(g)          

    反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ΔH=+41.1kJ·mol-1

    1. (1) 分析反应II能自发进行的条件是
    2. (2) 不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示,下列说法正确的是        。(已知:CO2的平衡转化率= CH3OH的平衡产率=

      A . 纵坐标表示CO2平衡转化率的是图乙         B . 压强大小:p1<p2<p3 C . 图乙中T1时以反应III为主,压强改变对平衡无影响   D . 为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温低压的反应条件
    3. (3) 若T1℃时,控制条件仅发生反应I,将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生上述反应,初始压强为p0 kPa,测得H2的物质的量随时间变化如下图中状态I。图中数据A(1,6)代表在1min 时H2 的物质的量是6mol。

      ①T1℃时,该反应的平衡常数KP=(对于气相反应,用某组分B的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp , 如p(B)=p•x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡体系中B的物质的量分数)。

      ②其他条件不变,仅改变某一条件后,测得H2的物质的量随时间变化如图状态II、状态III 所示。则状态III改变的条件可能是

    4. (4) 在某催化剂作用下,维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂发生反应I,反应III,经过相同时间测得实验数据如表(反应未达平衡状态):

      T/K

      CO2实际转化率/%

      甲醇选择性/%

      543

      12.3

      42.3

      553

      15.3

      39.1

      注:甲醇的选择性是指发生反应的CO2中转化为甲醇的CO2的百分比。

      表中数据说明,升高温度,CO2的实际转化率升高而甲醇的选择性降低,其原因是

    5. (5) 一定条件下,若只按反应I进行,温度和时间对CO2转化率的影响曲线如下图所示。若图中曲线对应的温度为523K,请在下图中作出温度为583K的影响曲线。

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