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(15分)二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。

(1)已知:CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g)  ΔH1 = a kJ•mol-1

CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2 (g)   ΔH2 = b kJ•mol-1

2CO(g) + O2(g)=2CO2(g)       ΔH3 = c kJ•mol-1

反应CO2(g) + CH4(g) = 2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH=        kJ•mol-1。

(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2 CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示。

①a点所代表的状态________(填“是”或“不是”)平衡状态。

②c点CO2的转化率高于b点,原因是_____________________________________。

(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:

,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示)。通过实验分别得到如下数据图2、3:

①由图2得,最佳空间流率为      h-1;

②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如下表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是                   

(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:

①该进行的反应的△S      0(填:“>”或“<”)

②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=           

③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是           (列举2项)。

高三化学填空题极难题

少年,再来一题如何?
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