17.國家主席習近平提出了中國應對氣候變化的兩個目標:二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,于2060年前實現碳中和。因此,研發(fā)CO
2利用技術、降低空氣中CO
2含量成為了研究熱點。為減少CO
2對環(huán)境造成的影響,可采用“CO
2催化加氫制甲醇”方法將其資源化利用。該反應體系中涉及以下兩個反應:
Ⅰ.CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
1Ⅱ.CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)△H
2回答下列問題:
(1)反應Ⅰ、Ⅱ的lnK(K代表化學平衡常數)隨
(溫度的倒數)的變化如圖1所示?!鱄
1
0(填“大于”或“小于”或“等于”);升高溫度,反應CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)的化學平衡常數
(填“增大”或“減小”或“不變”)。
(2)上述反應體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有
。
A.增大CO的濃度,反應I的平衡向正反應方向移動
B.降低溫度,反應I和II的正、逆反應速率都減小
C.恒溫恒容下充入氦氣,反應I的平衡向正反應方向移動
D.增大壓強,反應I和II重新達到平衡的時間不同
(3)恒壓下將CO
2和H
2按體積比1:3混合,在不同催化劑作用下發(fā)生反應I和反應II,在相同的時間段內CH
3OH的選擇性和產率隨溫度的變化如圖2。
其中:CH
3OH的選擇性=
×100%
①在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是
。
A.210℃
B.230℃
C.催化劑CZT
D.催化劑CZ(Zr-1)T
②在230℃以上,升高溫度CO
2的轉化率增大,但甲醇的產率降低,原因是
。
(4)恒溫恒壓密閉容器中,加入2molCO
2和4molH
2,只發(fā)生反應I和反應Ⅱ,初始壓強為p
0,在300℃發(fā)生反應,反應達平衡時,CO
2的轉化率為50%,容器體積減小20%。則達到平衡時H
2的轉化率為
,反應Ⅱ的平衡常數K=
(保留兩位有效數字)。