【题目】“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。

(1)已知:①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1

②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73 kJ·mol-1

③2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·mol-1

写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:_____________________________________。

(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:

①反应的化学方程式为:____________________________________________________。

②从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________mol/(Lmin)。

(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)中CO的平衡转化率随p(H2O)/p(CO)及温度变化关系如图所示: [p(H2O)、p(CO)表示H2O、CO的平衡分压,分压=总压×物质的量分数]:

①上述反应的逆反应方向是_____________反应(填“吸热”或“放热”);

②对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压(pB)代替平衡浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),,则该反应的Kp=______________,提高,则Kp_____________(填“变大”“变小”或“不变”)。使用铁镁催化剂的实际工业流程中,一般采用400 ℃左右、=3~5,采用此条件的原因可能是______________________________________________________________________。

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