【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  198893  198901  198907  198911  198917  198919  198923  198929  198931  198937  198943  198947  198949  198953  198959  198961  198967  198971  198973  198977  198979  198983  198985  198987  198988  198989  198991  198992  198993  198995  198997  199001  199003  199007  199009  199013  199019  199021  199027  199031  199033  199037  199043  199049  199051  199057  199061  199063  199069  199073  199079  199087  203614 

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