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  • 1. (2022高三上·驻马店期末) 二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一,同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.4kJ·mol-1。在特定催化剂条件下,其反应机理如下:

    Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1

    Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·mol-1

    回答以下问题:

    1. (1) △H1=kJ·mol-1
    2. (2) 恒压下,按n(CO2):n(H2)=1:3进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。

      ①根据图中信息,压强不变,采用有分子筛时的最佳反应温度为℃,解释其原因:

      ②采用分子筛的作用为

    3. (3) 如图2所示,向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 mol CO2和3 mol H2 , 发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时,乙的容器容积为1.5 L,则该温度下的平衡常数为,平衡时甲容器中CO2的物质的量0.5 mol(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)。若将甲改为绝热恒容容器,其他条件不变,平衡时CH3OH的浓度将0.25 mol·L-1

    4. (4) 如图3,当起始n(CO2):n(H2)=1:2时,维持压强不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,催化剂活性受温度影响变化不大,结合反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因:

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