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  • 1. (2020·茂名模拟) CO2加氢可转化为高附加值的CO、CH4、CH3OH等Cl产物。该过程可缓解CO2带来的环境压力,同时可变废为宝,带来巨大的经济效益。CO2加氢过程,主要发生的三个竞争反应为:

    反应i:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)       △H=-49.01kJ•mol-1

    反应ii:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)       △H=-165.0kJ•mol-1

    反应iii:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)       △H=+41.17kJ•mol-1

    回答下列问题:

    1. (1) 由CO、H2合成甲醇的热化学方程式为
    2. (2) 反应iii为逆水煤气变换反应,简称RWGS。以金属催化剂为例,该反应历程的微观示意和相对能量(eV)变化图如图所示( 为催化剂, 为C原子, 为O原子,o为H原子)

      历程I:

      历程II:

      历程III:

      ①历程1方框内反应的方程式为CO2*+*=CO*+O*(*为催化剂活性位点)。根据图示,其反应热△H0(填“>”或“<”)。

      ②反应历程II方框内的方程式是

      ③反应历程中(填“历程I”、“历程II”或“历程III”)是RWGS的控速步骤。

    3. (3) 我国科学家研究了不同反应温度对含碳产组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2 , 分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。试验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4)中的CO和CH4的影响如图所示(该反应条件下甲醇产量极低,因此忽略“反应i”):

      ①1MPa时,表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是。M点平衡组成含虽高于N点的原因是

      ②当CH4和CO平衡组成为40%时,该温度下反应iii的平衡常数Kp

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