甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:

反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58 kJ•mol-1

反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77 kJ•mol-1

回答下列问题:

(1)反应Ⅱ的△H2= ,若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3,则K2= (用K1、K3表示)。

(2)反应Ⅲ自发进行条件是 (填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。

(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2,仅发生反应Ⅰ,实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系,如下表所示。

温度(℃)

500

T

CO2的平衡转化率

60℅

40℅

①T 500℃(填“高于”或“低于”)。

②温度为500℃时,该反应10 min时达到平衡:

a.用H2表示该反应的速率为

b.该温度下,反应I的平衡常数K=

(4)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应I、Ⅱ、Ⅲ),测得不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图所示。

①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是 (选填编号)。

A.升高温度 B.缩小容器体积 C.分离出甲醇 D.增加CO2的浓度

②据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而 (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。

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