20.黨的二十大在“推動綠色發(fā)展,促進(jìn)人與自然和諧共生”中提到:積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。CO
2的資源化利用是實現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”的重要途徑。CO
2合成甲醇的過程中涉及如下反應(yīng)。
反應(yīng)ⅰ:CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g) ΔH
1反應(yīng)ⅱ:CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g) ΔH
2=+41.1kJ?mol
-1已知部分化學(xué)鍵鍵能如下表:
化學(xué)鍵 |
C=O |
C-H |
H-O |
H-H |
C-O |
鍵能/(kJ?mol-1) |
754 |
403 |
459 |
446 |
309 |
(1)ΔH
1=
。
(2)CO
2合成甲醇的過程,增大壓強(qiáng),CO
2的平衡體積分?jǐn)?shù)
(填“增大”“減小”或“無影響”),原因為
。
(3)反應(yīng)ⅱ的反應(yīng)速率方程可表示為v
正=k
正c(CO
2)?c(H
2),v
逆=k
逆c(CO)?c(H
2O),其中k
正、k
逆分別為正、逆速率常數(shù),則升高溫度k
正會
(填“增大”“減小”或“無影響”)。
(4)恒壓下進(jìn)行CO
2合成甲醇實驗。初始壓強(qiáng)為100kPa,起始投料n(CO
2)、n(H
2)均為1mol,CO
2和H
2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖所示。
①曲線
(填“L
1”或“L
2”)表示CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率。
②溫度高于T
2K后曲線L
2隨溫度升高而降低的原因為
。
③T
1K下,反應(yīng)達(dá)到平衡時,H
2O(g)的物質(zhì)的量n(H
2O)=
,反應(yīng)ⅰ的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K
θ=
(保留1位小數(shù))(已知:分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)?gG(g)+hH(g),K
θ=
,其中p
θ=100kPa,p
G、p
H、p
D、p
E為各組分的平衡分壓)。