Question

研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應，分別生成CH3OH和CO，反應的熱化學方程式如下：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H1 反應Ⅰ

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H2 =+41.2kJ•mol-1 反應Ⅱ

某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1：2.2，在相同壓強下，經(jīng)過相同反應時間測得如下實驗數(shù)據(jù)：

T（K）	催化劑	CO2轉化率（%）	甲醇選擇性（%）
543	Cat.1	12.3	42.3
543	Cat.2	10.9	72.7
553	Cat.1	15.3	39.1
553	Cat.2	12.0	71.6

[備注]Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉化的CO2中生成甲醇的百分比

（1）研究證實，CO2可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的電極反應式是_________________。

（2）從表中實驗數(shù)據(jù)可以分析出，提高CO2轉化成CH3OH的選擇性的方法有______________。

（3）能說明反應Ⅱ已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是_____________。

A．混合氣體的平均相對分子質量不變

B．混合氣體的密度不變

C．v（H2）正>v（CO）正

D．n（CO）/n（H2）不變

（4）在恒容密閉容器中，由CO2和H2進行反應I合成甲醇，在其它條件不變的情況下，探究溫度對化學平衡的影響，實驗結果如圖。

①△H1_________0（填“＞”、“＜”或“=”）

②有利于提高CO2平衡轉化率的措施有___________（填標號）。

A．降低反應溫度

B．投料比不變，增加反應物的濃度

C．增大CO2和H2的初始投料比

D．混合氣體中摻入一定量惰性氣體（不參與反應）

（5）在T1溫度時，將1.00molCO2和3.00molH2充入體積為1.00L的恒容密閉容器中，容器起始壓強為P0，僅進行反應I。

①充分反應達到平衡后，若CO2轉化率為a，則容器內的壓強與起始壓強之比為________（用a表示）。

②若經(jīng)過3h反應達到平衡，平衡后，混合氣體物質的量為3.00mol，則該過程中H2的平均反應速率為____________（保留三位有效數(shù)字）；平衡常數(shù)K可用反應體系中氣體物質分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質的量分數(shù)。則上述反應壓力平衡常數(shù)KP為____________（用P0表示，并化簡）。

Answer 1