热门试卷

10．（15分）催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：

CO2（g）+3 H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH1=-53.7kJ·mol-1   I

CO2（g）+ H2（g）CO（g）+H2O（g）  ΔH2   II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比

已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O（l） H2O（g）  ΔH3=44.0kJ·mol-1

请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：

（1）反应I的平衡常数表达式K=             ；反应II的ΔH2=             kJ·mol-1。

（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有              。

A．使用催化剂Cat.1    

B．使用催化剂Cat.2   

C．降低反应温度  

D．投料比不变，增加反应物的浓度   

E．增大CO2和H2的初始投料比

（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是            。

（4）在右图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。

（5）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在极，该电极反应式是              。