中國科學(xué)家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性進(jìn)展,該實(shí)驗(yàn)方法首先將CO
2催化還原為CH
3OH。已知CO
2催化加氫的主要反應(yīng)有:
(i)CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
1K
1(ii)CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)△H
2K
2(1)一定溫度下,向aL密閉容器中充入1molCO
2和4molH
2,發(fā)生上述兩個(gè)反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡后容器內(nèi)CH
3OH(g)為0.3mol,CO
2(g)為0.6mol,則H
2的平衡轉(zhuǎn)化率為
25%
25%
,反應(yīng)i的平衡常數(shù)K
1=
(列出計(jì)算式即可)。
(2)在恒溫恒壓反應(yīng)器中通入3molH
2、1molCO
2氣體,CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH
3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖a。反應(yīng)(i)和反應(yīng)(ii)的lgK
1:
、lgK
2:
均滿足線性關(guān)系,如圖b所示。
①反應(yīng)過程中,若氣體密度維持不變,則能判斷
c
c
達(dá)到平衡。
a.反應(yīng)(i)
b.反應(yīng)(ii)
c.反應(yīng)(i)和(ii)
d.不能說明反應(yīng)(i)或(ii)
②反應(yīng)(ii)的△H
2大于
大于
0(填“大于”或“小于”或“等于“),判斷的理由是
溫度升高,甲醇的產(chǎn)率降低,則反應(yīng)(?。┢胶饽嫦蛞苿?dòng),而CO2的轉(zhuǎn)化率增大,則反應(yīng)(ⅱ)平衡正向移動(dòng),故反應(yīng)(ⅱ)是吸熱反應(yīng)
溫度升高,甲醇的產(chǎn)率降低,則反應(yīng)(?。┢胶饽嫦蛞苿?dòng),而CO2的轉(zhuǎn)化率增大,則反應(yīng)(ⅱ)平衡正向移動(dòng),故反應(yīng)(ⅱ)是吸熱反應(yīng)
。
③根據(jù)圖b,確定直線Ⅰ表示的反應(yīng)是
反應(yīng)(i)
反應(yīng)(i)
[填“反應(yīng)(i)”或“反應(yīng)(ii)”]
(3)我國科研人員研究出在Cu-ZnO-ZrO
2催化劑上CO
2氫化合成甲醇的反應(yīng)歷程如圖c所示。結(jié)合歷程分析在反應(yīng)氣中加入少量的水蒸氣
可以
可以
(填“可以”或“不可以“)提高甲醇產(chǎn)率,其可能的原因?yàn)?
增加少量水蒸氣可促進(jìn)反應(yīng)③平衡正向移動(dòng),提高甲醇的產(chǎn)率
增加少量水蒸氣可促進(jìn)反應(yīng)③平衡正向移動(dòng),提高甲醇的產(chǎn)率
。
【答案】25%;
;c;大于;溫度升高,甲醇的產(chǎn)率降低,則反應(yīng)(?。┢胶饽嫦蛞苿?dòng),而CO
2的轉(zhuǎn)化率增大,則反應(yīng)(ⅱ)平衡正向移動(dòng),故反應(yīng)(ⅱ)是吸熱反應(yīng);反應(yīng)(i);可以;增加少量水蒸氣可促進(jìn)反應(yīng)③平衡正向移動(dòng),提高甲醇的產(chǎn)率