“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為全世界科學(xué)家研究的重要課題。為減小和消除CO₂對(duì)環(huán)境的影響，一方面世界各國(guó)都在限制其排放量，另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對(duì)CO₂創(chuàng)新利用的研究。
（1）已知：①CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H=-41kJ?mol^-1
②C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）△H=-73kJ?mol^-1
③2CO（g）?C（s）+CO₂（g）△H=-171kJ?mol^-1
寫出CO₂與H₂反應(yīng)生成CH₄和H₂O（g）的熱化學(xué)方程式：
CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）△H=-162kJ?mol^-1
CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）△H=-162kJ?mol^-1
。
（2）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理，在容積為2L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3.25mol H₂在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得CO₂、CH₃OH（g）和H₂O（g）的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間的變化如圖1所示。

①反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O
CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O
。
②從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=
0.1125
0.1125
mol/（L?min）。
（3）煤化工通常研究不同條件下CO轉(zhuǎn)化率以解決實(shí)際問題。已知在催化劑存在條件下反應(yīng)：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
及溫度變化關(guān)系如圖2所示。[p（H₂O）、p（CO）表示H₂O、CO的平衡分壓，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)]上述反應(yīng)的逆反應(yīng)方向是
吸熱
吸熱
反應(yīng)。（填“吸熱”或“放熱”）
②對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分（B）的平衡分壓（p_B）代替平衡濃度（c_B）也可以表示平衡常數(shù)（記作K_p），則該反應(yīng)的K_p=
p
（
CO
2
）
p
（
H
2
）
p
（
CO
）
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
2
）
p
（
H
2
）
p
（
CO
）
p
（
H
2
O
）
，提高
p
[
H
2
O
（
g
）
]
p
（
CO
）
，則K_p
不變
不變
（填“變大”、“變小”或“不變”）。使用鐵鎂催化劑的實(shí)際工業(yè)流程中，一般采用400℃左右、
p
[
H
2
O
（
g
）
]
p
（
CO
）
=3～5，采用此條件的原因可能是
投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不太高，而投料比3～5時(shí)轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高達(dá)到96%～98%，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，這樣在在經(jīng)濟(jì)上不合算，催化劑的活性溫度在400℃左右，
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
=3～5
投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不太高，而投料比3～5時(shí)轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高達(dá)到96%～98%，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，這樣在在經(jīng)濟(jì)上不合算，催化劑的活性溫度在400℃左右，
p
（
H
2
O
）
p
（
CO
）
=3～5
。

【答案】CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）△H=-162kJ?mol^-1；CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O；0.1125；吸熱；

（

）

（

）

（

）

（

）

；不變；投料比太低，CO的轉(zhuǎn)化率不太高，而投料比3～5時(shí)轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高達(dá)到96%～98%，再增加投料比，需要大大的增加蒸汽添加量，這樣在在經(jīng)濟(jì)上不合算，催化劑的活性溫度在400℃左右，

（

）

（

）

=3～5

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：6引用：1難度：0.4

相似題

1．某反應(yīng)A（g）+B（g）→C（g）+D（g）的速率方程為v=k?c^m（A）?cⁿ（B）（k為速率常數(shù)，lgk=-
E
a
2
.
303
RT
+lgA，其中A、R為常數(shù)，E_a為活化能，T為開氏溫度），其半衰期（當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時(shí)所需的時(shí)間）為
0
.
8
k
。改變反應(yīng)物濃度時(shí)，反應(yīng)的瞬時(shí)速率如表所示：

c（A）/（mol?L^-1） 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00

c（B）/（mol?L^-1） 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200

v/（10^-3mol?L^-1?min^-1） 1.6 3.2 v₁ 3.2 v₂

下列說法正確的是（　?。?/h2>

A．m=1，2v₁=v₂

B．該反應(yīng)的速率常數(shù)k=6.4min^-1

C．在過量的B存在時(shí)，A為起始量的12.5%所需的時(shí)間是375min

D．升溫、加入催化劑，縮小容積（加壓），均能使k增大，導(dǎo)致反應(yīng)的瞬時(shí)速率加快

發(fā)布：2024/11/14 18:30:5組卷：45引用：4難度：0.5

A．表格中a=0.030

B．該反應(yīng)為2級(jí)反應(yīng)

C．該反應(yīng)的速率常數(shù)k=1.0×10^-2mol?L^-1?min^-1

D．保持其他條件不變，若起始濃度為0.200mol?L^-1，則半衰期為100min

發(fā)布：2024/11/13 9:0:1組卷：48引用：3難度：0.5

A．反應(yīng)CO₂（g）+H₂（g）?HCOOH（g）的ΔH＜0

B．T₁℃時(shí)，密閉容器充入濃度均為1mol?L^-1的CO₂（g）、H₂（g），反應(yīng)至平衡，則HCOOH（g）體積分?jǐn)?shù)為

C．T₁℃時(shí)，k_逆=0.5k_正

D．若溫度為T₂℃時(shí)，k_正=2.1k_逆，則T₂℃＞T₁℃

發(fā)布：2024/11/13 19:30:1組卷：99引用：3難度：0.7

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t/min	0	20	40	60	80	100
c（N₂O）/（mol?L^-1）	0.100	0.080	0.060	a	0.020	0