题目内容
【题目】(1)顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如右转化：
该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：
已知：t1温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应达平衡时，c(反-1，2-二甲基环丙烷)：c(顺-1，2-二甲基环丙烷)=_____________；
该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则
________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2(g)+3 H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：
T（K） | 催化剂 | CO2转化率（%） | 甲醇选择性（%） |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比；
已知：①CO和H2标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：反应II的ΔH2= kJ·mol-1。
在右图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图(在图中标注出相应的曲线)：
【答案】
(1)3；小于(2)+41.2；
；
【解析】
试题分析：(1)根据v(正)=k(正)c(顺)，k(正)=0.006s-1，则v(正)=0.006c(顺)，v(逆)=k(逆)c(反)，k(逆)=0.002s-1，则v(逆)=0.002c(反)，化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c(顺)=0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数值K1=
=
=3，该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则△H小于0，故答案为：3；小于；
(2)已知：CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1，②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJmol-1，可知热化学方程式a．CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJmol-1，b．H2(g)+O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJmol-1，c．H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJmol-1，由盖斯定律将b-a+c可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2 =(-285.8+283.0+44)kJmol-1=+41.2kJmol-1，从表中数据分析，在催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应Ⅰ催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低，故图为
，故答案为：+41.2；
。
