【题目】现代工业的发展导致CO2的大量排放,对环境造成的影响日益严重,通过各国科技工作者的努力,已经开发出许多将CO2回收利用的技术,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:

1)在催化转化法回收利用CO2的过程中,可能涉及以下化学反应:

CO2(g)+2H2O(1)CH3OH(1)+O2(g) H=+727kJ·mol-1 G=+703kJ·mol-1

CO2(g)+2H2O(1)CH4(g)+2O2(g) H=+890kJ·mol-1 G=+818kJ·mol-1

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(1)+H2O(1) H=-131kJ·mol-1 G=-9.35kJ·mol-1

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(1) H=-253kJ·mol-1 G=-130kJ·mol-1

从化学平衡的角度来看,上述化学反应中反应进行程度最小的是____,反应进行程度最大的是_____

2)反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g)称为Sabatier反应,可用于载人航空航天工业。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。

①在载人航天器中利用Sabatier反应实现回收CO2再生O2,其反应过程如图所示,这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充_________(填化学式)。

②在1.5 MPa,气体流速为20 mL·min-l时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如下:

分析上表数据可知:_____(填化学式)的催化性能更好。

③调整气体流速,研究其对某一催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如下:

分析上表数据可知:相同温度时,随着气体流速增加,CO2的转化率____(填“增大”或“减小”),其可能的原因是_________________________________

④在上述实验条件中,Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是____,已知初始反应气体中V(H2):V(CO2) =4:l,估算该温度下的平衡常数为 ___________(列出计算表达式)。

3)通过改变催化剂可以改变CO2H2反应催化转化的产物,如利用CoC作为催化剂,反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。为了研究催化剂的稳定性,将Co/C催化剂循环使用,相同条件下,随着循环使用次数的增加,甲醇的产量如图所示,试推测甲醇产量变化的原因_________________________________。(已知Co的性质与Fe相似)

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