题目

中国首次实现利用二氧化碳合成淀粉，合成过程的关键步骤是利用二氧化碳制备甲醇。CO2催化加氢制CH3OH的主要反应为CO2+3H2→CH3OH+H2O。 （1） 已知H2(g)和CH3OH(g)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1和763.9kJ·mol-1 ， H2O(1)的汽化热是40.8kJ·mol-1 ， 则反应CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH=。该反应在(填“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。 （2） CO2催化加氢制CH3OH的一种反应机理历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如CO2*表示CO2吸附在催化剂表面)该反应历程中决速步反应的化学方程式为。 （3） 已知化学反应速率方程k正、k逆是正逆反应v正=k正·c(CO2)·c3(H2)，v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)的速率常数，只受温度影响。如图表示速率常数的对数lgk与温度的倒数之间的关系，k正、k逆对应的曲线分别是、。 （4） CO2和H2起始物质的量之比为1：3时，该反应在有、无分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出H2O)。有分子筛膜时，温度为210℃时甲醇平衡产率最高的原因是。 （5） 一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入2 molCO2和6molH2 ， 发生反应CO2(g)+3H2(g) → CH3OH(g)+H2O(g)。已知容器内起始压强为320kPa，反应达平衡时容器内压强为200kPa，平衡时CH3OH(g)的分压为kPa，该温度下反应的标准平衡常数Kθ=。(该反应标准平衡常数的表达式为Kθ= ， 其中p为分压，分压=总压×物质的量分数，pθ=100kPa) 答案： 【1】-52.7kJ·mol-1【2】低温 【1】CO2(g)+2H*+2H2(g)=COOH*+H*+2H2(g)或CO2(g)+2H*=COOH*+H*或CO2(g)+H*=COOH* 【1】b【2】a 【1】温度低于210℃时，随温度升高，分子筛膜分离出H2O使平衡向正方向移动的影响大于温度升高使平衡向你方向移动的影响，产率增大；温度高于210℃时温度升高使平衡向逆方向移动的影响大于分子筛膜分离出H2O使平衡向正方向移动的影响，产率下降 【1】60【2】253或8.3

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