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  • 1. (2023·宜宾模拟) 将CO2转化为更有价值的化工原料,正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题:

    1. (1) 已知:①2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) ΔH= − 484 kJ∙mol−1

      ②2CH3OH(g)+ 3O2(g) =2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =−1353 kJ∙mol−1

      则CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ΔH = kJ∙mol−1

    2. (2) 在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体,制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表:

      T/℃

      170

      180

      1 90

      200

      210

      220

      230

      STY/[mol/(mol·h)]

      0.10

      0.15

      0.20

      0.25

      0.28

      0.20

      0.15

      ①该反应最适宜的温度是

      ②在220℃和170 ℃条件下,该反应速率之比: υ(220℃): υ(170℃)=

      ③随温度升高,甲醇的时空收率先增大后减小,可能的原因是

    3. (3) CO2催化加氢制甲醇过程中,存在竞争的副反应主要是: CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) ΔH =+41 kJ∙mol−1。在恒温密闭容器中,CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[(CH3OH)%= ×100%]随着温度变化关系如下图所示。

      ①分析温度高于236℃时图中曲线下降的原因

      ②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应,计算 244℃时反应生成CH3OH的物质的量为mol。 (保留两位有效数字)

      ③在压强为p的反应条件下,1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为20%,甲醇选择性为50%,该温度下主反应的平衡常数Kp。 ( 列出计算式即可)

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