我国将在2023年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指 CO2的排放总量和减少总量相当。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:CO2(g)+ CH4(g)2CO(g)+2H2 (g) ΔH>0
(1)此反应的活化能Ea(正)________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)已知体系自由能变 , 时反应自发进行。关于上述反应说法正确的是___________。
A. | B. | C. 低温自发 | D. 高温自发 |
(3)某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp=________(kPa)2(结果保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是另一种转化方法过程如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(4)二氧化碳与氢气合成时,通常控制温度为500℃左右,其可能的原因为___________(填字母)。
A. 反应速率快 | B. 平衡的转化率高 | C. 催化剂活性高 | D. 催化剂选择性好 |
(5)在1L恒温密闭容器中充入和 , 初始压强为p,20min时反应I、Ⅱ都达到平衡状态,体系压强为0.8p,测得。
①0~20min内________。
②平衡时的选择性=________。(的选择性)
(6)在密闭容器中通入和 , 在铁系催化剂作用下进行反应,的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中,温度大于800℃时,随着压强的增大,的平衡转化率减小,请解释原因:________。