20.二氧化碳加氫制甲醇是碳中和的一個(gè)重要研究方向。在恒壓條件下,將3molH
2和1molCO
2充入密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):
Ⅰ:CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g) ΔH
1Ⅱ:CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g) ΔH
2<0
Ⅲ:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g) ΔH
3<0
回答下列問(wèn)題:
(1)CO
2轉(zhuǎn)化率α(CO
2)、CH
3OH選擇性(產(chǎn)物中CH
3OH的物質(zhì)的量與參加反應(yīng)CO
2的物質(zhì)的量之比,用S
M表示)、CO選擇性(產(chǎn)物中CO的物質(zhì)的量與參加反應(yīng)CO
2的物質(zhì)的量之比,用S
CO表示)隨溫度變化如圖所示。
①反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)活化能為E
a正kJ?mol
-1,逆反應(yīng)活化能為E
a逆kJ?mol
-1,則E
a正
E
a逆(填“>”、“<”或“=”)。
②圖1中表示α(CO
2)的曲線是
,曲線c隨溫度升高而升高的原因是
。
③已知T=240℃,α(CO
2)=0.3,P(CH
3OH):P(CO)=4:1,反應(yīng)Ⅱ的分壓平衡常數(shù)K
p=
(保留2位有效數(shù)字)。
(2)為探究原料氣中混雜CO對(duì)反應(yīng)的影響,測(cè)得α(CO
2)、平衡時(shí)CH
3OH與初始CO
2物質(zhì)的量之比γ隨原料氣中
的變化如圖所示。
①圖2中α(CO
2)降低而γ升高的原因是
;當(dāng)
=0.15時(shí),α(CO
2)=0.2,n(CO)=0.1mol,則γ=
。
②下列措施能提高γ值的是
(填字母標(biāo)號(hào))。
A.恒容條件通入H
2B.恒壓條件通入氬氣
C.選用更高效的催化劑
D.將尾氣進(jìn)行循環(huán)使用