1. “零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。请回答下列有关问题。
(1) 已知:(a>0,b>0)假设该反应的焓变和熵变不随温度的改变而改变,则该反应能自发进行温度范围K(用含a、b的代数式表示)。
(2) 某温度下,用溶液吸收一定量的后, , 则该溶液pOH=(该温度下 , 用含a的代数式表示)。
(3) 合成甲醇有两种方法。

直接法:

Ⅰ. 

间接法:通过逆水煤气反应,先合成CO后,CO和再合成甲醇。

Ⅱ. 

Ⅲ. 

①若利用间接工艺法合成甲醇,反应的决速步为逆水煤气反应,下列示意图中能体现上述反应体系能量变化的是(填字母)。

②在某催化剂下,反应Ⅲ的反应历程(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上)如图所示:

已知Ⅴ中有一种吸附在催化剂表面的物质,Ⅴ可表示为

③一定温度、50bar(1bar=100kPa)恒压下,按进料气含a%、3a%(体积分数,杂质气体不反应)合成甲醇,仅发生反应Ⅰ.平衡时二氧化碳转化率为90%,则bar,反应的平衡常数(用含a的代数式表示)。

(4) 甲醇、乙醇、正丙醇三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线如图,根据曲线下降的幅度和速率的快慢,可以比较分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是,理由是

【考点】
热化学方程式; 化学平衡常数;
【答案】

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2. 二氧化碳是潜在的碳资源,无论是天然的二氧化碳,还是各种炉气、尾气、副产气,进行分离回收和提纯,合理利用,意义重大。在“碳达峰”、“碳中和”的国家战略下,将CO2和CO转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。
(1) 由CO2制取CH4的部分反应如下:

   

   

   

则反应kJ/mol。

(2) 若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2模拟工业合成甲醇的反应:

①关于图1,下列有关说法正确的是

A.该反应为

B.若加倍投料,曲线A不可变为曲线B

C.当 , 该反应达到平衡状态

D.容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变,均可以说明该反应达到平衡状态

②若x=2、y=3,测得在相同时间内,不同温度下H2的转化率如图2所示, (“>”、<”或“=”);填T2时,起始压强为10MPa,则MPa-2(列式计算;保留两位小数;为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

(3) 一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应    , 控制CO2和H2初始投料比为1∶1,分别在不同温度T1、T2、T3下反应,达到平衡后,CO2的转化率分别为50%、60%、75%,已知反应速率分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。最大的是温度(填“T1”、“T2”或“T3”)。
(4) 利用电化学可以将CO2有效转化为 , 装置如图所示。装置工作时,阴极除有生成外,还可能生成副产物降低电解效率。阴极生成的副产物可能是,标准状况下,当阳极生成O2的体积为112mL时,测得阴极区内的 , 则电解效率。(忽略电解前后溶液体积的变化)已知:

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