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CO2加氢可转化为高附加值的CO、CH4、CH3OH等C1产物。该过程可缓解CO2带来的环境压力,同时可变废为宝,带来巨大的经济效益。CO2加氢过程,主要发生的三个竞争反应为: 反应i:CO2(g)+...
题目内容:
CO2加氢可转化为高附加值的CO、CH4、CH3OH等C1产物。该过程可缓解CO2带来的环境压力,同时可变废为宝,带来巨大的经济效益。CO2加氢过程,主要发生的三个竞争反应为:
反应i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.01kJ•mol-1
反应ii:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.0kJ•mol-1
反应iii:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.17kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)由CO、H2合成甲醇的热化学方程式为_____。
(2)反应iii为逆水煤气变换反应,简称RWGS。以金属催化剂为例,该反应历程的微观示意和相对能量(eV)变化图如图所示(为催化剂,为C原子,为O原子,o为H原子)
历程I:
历程II:
历程III:
①历程1方框内反应的方程式为CO2*+*=CO*+O*(*为催化剂活性位点)。根据图示,其反应热△H_____0(填“>”或“<”)。
②反应历程II方框内的方程式是_____。
③反应历程中_____(填“历程I”、“历程II”或“历程III”)是RWGS的控速步骤。
(3)我国科学家研究了不同反应温度对含碳产组成的影响。在反应器中按=3:1通入H2和CO2,分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。试验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4)中的CO和CH4的影响如图所示(该反应条件下甲醇产量极低,因此忽略“反应i”):
①1MPa时,表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是_____、_____。M点CO平衡组成含量高于N点的原因是_____。
②当CH4和CO平衡组成为40%时,该温度下反应iii的平衡常数Kp为_____。
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