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  • 1. (2023·马鞍山模拟) 我国力争2030年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。

    1. (1) Ⅰ. CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH,该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面,H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上,TS表示过渡态): 

      决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为

    2. (2) 下列说法正确的有

      a.增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率

      b. CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高

      c.催化效果更好的是催化剂2

      d.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率

    3. (3) Ⅱ. CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应ii。

      反应i: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1

      反应ii: CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2

      有关物质能量变化如图所示,稳定单质的焓(H)为0,则ΔH2= kJ·mol-1

    4. (4) 恒温恒容条件下,仅发生反应ii,反应达到平衡的标志是

      a. CO的分压不再发生变化

      b.气体平均相对分子质量不再发生变化

      c. 气体密度不再发生变化

      d. 比值不再发生变化

    5. (5) 在5.0MPa,将n(CO2) : n(H2)=5 : 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。

      ①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是 (填“a”或“b”)。 

      ②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是

      ③250℃时反应i: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=(MPa)-2(用最简分数表示)。

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