Question

【题目】人类过多地使用化石燃料，造成了二氧化碳的大量排放，致使地球气温上升。二氧化碳是温室气体，也是一种重要的资源，如以CO2为基本原料可合成甲醇。回答下列问题：

(1)已知下列热化学方程式：

ⅰ．

ⅱ．

则ⅲ． ________

(2)Deluzarche等人在吸附有氢气的催化剂上通入CO2发生反应，该过程的反应机理如下：

其中涉及非极性键变化的过程是______(填上图中的数字序号)，写出上述过程中总反应的化学方程式：_____。

(3)一定条件下，向某密闭容器中按照投料，发生反应ⅲ，反应达到平衡时，容器中甲醇的体积分数与压强、温度的关系如下图所示：

由上图可知，反应物的转化率与压强的关系是：压强增大，CO2的转化率________(填“减小”“不变”或“增大”)，温度为265℃时的平衡常数Kp=________(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×体积分数)(保留小数点后四位)。

(4)将一定量的、混合气体通入某密闭容器中，在催化剂作用下生成，不同压强下，平衡时混合气体中的体积分数随温度的变化如图所示。

则A、B、C三点的平衡常数由大到小的顺序为____(用、、表示)，E点变为D点的措施是____。

(5)以特殊的纳米材料为电极，一定浓度的硫酸作为电解质溶液，为原料通过电化学方法可制得甲醇，则生成甲醇的电极反应式为_____。

Answer 1

【答案】-49.6 ① 增大 0.0036 减小压强

【解析】

(1)根据盖斯定律计算反应ⅲ的焓变；

(2)根据流程图，氢气、CO2在催化剂表面上反应生成CH3OH；

(3)根据b点，温度为265℃、压强为8MPa，甲醇的百分含量为10%，利用“三段式”计算平衡常数；

(4)升高温度，甲醇的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动；平衡常数只与温度有关；

(5) 生成甲醇，碳元素化合价由+4降低为-2，CO2得电子发生还原反应生成甲醇；

(1)ⅰ．

ⅱ．

根据盖斯定律ⅰ×＋ⅱ×得 -49.6；

(2)根据流程图，①是H-H键断裂，涉及非极性键变化的是过程①；氢气、CO2在催化剂表面上反应生成CH3OH，总反应的化学方程式是；

(3)根据图示，压强增大，CO2的转化率增大；

根据b点，温度为265℃、压强为8MPa，甲醇的百分含量为10%；

，x=；则平衡时CO2的压强为 、则平衡时H2的压强为CH3OH的压强为、则平衡时H2O的压强为，温度为265℃时的平衡常数Kp=0.0036 ；

(4)升高温度，甲醇的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以升高温度K减小，所以>； 平衡常数只与温度有关，所以=，故；减小压强，平衡逆向移动，甲醇体积分数减小，所以E点变为D点的措施是减小压强；

(5) 生成甲醇，碳元素化合价由+4降低为-2， 1molCO2得6mol电子生成1mol甲醇，生成甲醇的电极反应式是。