【题目】反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:

温度(绝对温度)

K1

K2

973

1.47

2.38

1173

2.15

1.67

(1)计算温度为973K时,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K=__________

(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO23 mol H2进行反应。

①该反应能够自发进行的原因是________

②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________

A.降低温度

B.充入He(g),使体系压强增大

C.将H2O(g)从体系中分离出来

D.再充入1 mol CO23 mol H2

③在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4 mol;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82 mol,则T2________T1(“>”、“<”“=”)。

(3)某实验将一定量的CO2H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol1。测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示,回答问题:

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K________K(“>”、“<”“=”)。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。

容器

反应物

投入量

1 mol CO2、3 mol H2

a mol CO2b mol H2

c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的浓度相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为________

【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol

C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol

试写出25、101kPa条件下,CO2H2反应生成汽油(C8H18表示)的热化学方程式_________________________________

(2)利用CO2H2为原料,在合适的催化剂(Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:

甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1

乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2

CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(大于小于”)。

②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。

③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。

温度(K)

催化剂

CO2转化率(%)

甲醇选择性(%)

综合选项

543

Cu/ZnO纳米棒材料

12.3

42.3

A

543

Cu/ZnO纳米片材料

11.9

72.7

B

553

Cu/ZnO纳米棒材料

15.3

39.1

C

553

Cu/ZnO纳米片材料

12.0

70.6

D

由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。

(3)CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器ⅠⅢ中,分别都充入1molCO2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5minH2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。

0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________

②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。

 0  193311  193319  193325  193329  193335  193337  193341  193347  193349  193355  193361  193365  193367  193371  193377  193379  193385  193389  193391  193395  193397  193401  193403  193405  193406  193407  193409  193410  193411  193413  193415  193419  193421  193425  193427  193431  193437  193439  193445  193449  193451  193455  193461  193467  193469  193475  193479  193481  193487  193491  193497  193505  203614 

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