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  • 1. (2023·邯郸模拟) 研究CO、CO2在一定条件下与H2催化合成CH4等有机化工产品,对实现“碳中和”目标具有重要的意义。在一定条件下CO(g)与H2(g)可发生如下反应:

    反应Ⅰ:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H1=-206.4kJ•mol-1

    反应Ⅱ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2

    反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41.2kJ•mol-1

    1. (1) 部分物质的标准生成焓数据如表所示:

      物质

      CO(g)

      H2(g)

      CH4(g)

      H2O(g)

      标准生成焓/(kJ•mol-1)

      -110

      0

      -74.6

      x

      则x=;△H2=kJ•mol-1

    2. (2) 一定温度范围内反应I和反应Ⅱ的lgKp的线性关系如图1所示。

      ①依据图像,可知T1℃时,反应Ⅲ的平衡常数Kp3=

      ②图中v(A)(填“>”、“<”或“=”)v(B)。

    3. (3) ①恒温(323K)恒压(p)条件下,在密闭容器中起始时按n(H2):n(CO2)=1:1投料进行反应(仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ),CO2初始分压分别为p0-(a)MPa、p0-(b)MPa、p0-(c)MPa,测得CO2的压强转化率α(CO2)[已知:气体A的压强转化率表示为α(A)=(1-)×100%,p0MPa为A的初始分压,p1MPa为某时刻A的分压]与时间(t)的关系如图2,则p0-(a)、p0-(b)、p0-(c)由大到小的顺序为

      ②在密闭容器中起始时按n(H2):n(CO2)=3:1投料,分别在压强为1MPa和5MPa的恒压下进行反应(两压强下均只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)。恒压条件下反应温度对平衡体积分数δ(x)[x为CO或CH4 , δ(x)=×100%]的影响如图3所示。

      则在1MPa时,表示CH4和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是(填“a”、“b”、“c”或“d”,下同)和;在T℃、一定压强下,反应在M点达到化学平衡,平衡时CH4的分压p(CH4)=MPa,反应Ⅲ的平衡常数Kp=

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