將CO2轉(zhuǎn)化為CO、CH3OH等燃料,可以有效的緩解能源危機(jī),同時(shí)可以減少溫室氣體,實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”。
(1)t℃時(shí),H2還原CO2的熱化學(xué)方程式如下:
Ⅰ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ?mol-1
Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.5kJ?mol-1
已知反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)分別為K1、K2。由蓋斯定律可知,CO(g)與2molH2(g)反應(yīng)生成CH3OH(g)的熱化學(xué)方程式為
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ?mol-1=-90.5kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-49.5-41)kJ?mol-1=-90.5kJ?mol-1
,K=(用K1、K2表示)。
(2)若反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)活化能表示為EkJ?mol-1,則E >
>
41(填“>”“<”或“=”)。
(3)t℃,向10L密閉容器中充入1molCO2和2.5molH2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,5min達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.5mol。
①平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)=。
②下列措施既能加快反應(yīng)速率又能提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的是 AB
AB
。
A.升高反應(yīng)溫度
B.增大H2的濃度
C.分離出CO
D.縮小容器容積
③t℃,向10L密閉容器中充入2molCO2和一定量的H2,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,兩種氣體的平衡轉(zhuǎn)化率(a),與起始反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比的關(guān)系如圖所示:
能表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率曲線的是 L2
L2
(填L1或L2),M點(diǎn)的縱坐標(biāo):b=。
④在t℃,壓強(qiáng)為P時(shí),Kp=0.25
0.25
。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))