17.一碳化學(xué)的研究是從一氧化碳、二氧化碳出發(fā),生產(chǎn)其他化工原料和產(chǎn)品的方法。在一定條件下,利用反應(yīng)甲:CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
1,可以獲得水及可再生能源甲醇。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)①已知:O
2(g)+2H
2(g)=2H
2O(g)△H
2=-242 kJ?mol
-12CH
3OH(g)+3O
2(g)=2CO
2(g)+4H
2O(g)△H
3=-630 kJ?mol
-1則△H
1=
。
②在恒溫恒容密閉容器中充入a mol CO
2和3a mol H
2,下列能說(shuō)明反應(yīng)甲達(dá)到平衡狀態(tài)的是
(填序號(hào))。
A.體系的壓強(qiáng)保持不變
B.CO
2和H
2的轉(zhuǎn)化率相等
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
E.CO
2、H
2的物質(zhì)的量濃度之比為1:3,且不再隨時(shí)間的變化而變化
(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,在容器中可同時(shí)發(fā)生甲和乙兩個(gè)反應(yīng)。
反應(yīng)乙:CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)△H
4=+42.5 kJ?mol
-1。在一定條件下,將1molCO
2和3mol H
2充入到1L恒容密閉容器中,測(cè)得反應(yīng)容器中CO
2平衡轉(zhuǎn)化率(a),CH
3OH選擇性(b),CO選擇性(c)隨溫度的關(guān)系如圖所示。[已知:CH
3OH選擇性=
×100%]
③在T℃時(shí),反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得容器中n(CH
3OH):n(CO
2):n(CO)=0.28:0.70:0.02,此時(shí)CO
2轉(zhuǎn)化率=
%。
④該容器中的反應(yīng)達(dá)平衡后,下列措施中一定能提高平衡體系中CH
3OH百分含量的是
。
A.降低溫度
B.增大CO
2的濃度
C.增大壓強(qiáng)
D.使用高效催化劑
E.在原料氣中加入H
2O(g)
⑤如圖所示,240℃以上,隨著溫度升高,CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率升高,而CH
3OH的選擇性降低,其原因可能是
。
⑥250℃左右時(shí),反應(yīng)甲和乙達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),若CO
2轉(zhuǎn)化率為25%,CH
3OH和CO選擇性均為50%,則容器中c(H
2)=
,該溫度下反應(yīng)甲的平衡常數(shù)為
L
2/mol
2(列出計(jì)算式)。