2022年7月13日，化學所碳中和中心召開碳中和會議，白春禮做了“在碳中和愿景下的能源化學”的特邀報告，戰略性闡述了二氧化碳轉化利用如何支撐實現碳中和目標。現為實現碳中和目標，利用CO、CO2加氫制甲醇的有關反應如下：
Ⅰ.2H2（g）+CO（g） 催化劑CH3OH（g）ΔH1＜0
Ⅱ.H2（g）+CO2（g） 催化劑CO（g）+H2O（g）ΔH2＞0
Ⅲ.3H2（g）+CO2（g） 催化劑CH3OH（g）+H2O（g）ΔH3
（1）反應Ⅰ的ΔH1═ΔH3-ΔH2ΔH3-ΔH2（用含ΔH2、ΔH3的式子表示）。
（2）要使反應Ⅰ的反應速率加快，可采取的措施有 ACEACE（填序號）。
A．縮小反應容器的容積
B．往密閉容器中不斷通入氮氣
C．升高溫度
D．保持恒壓狀態不斷通入氮氣 E.使用合適的催化劑
（3）一定溫度下，往5L反應釜中充入1molCO2、3molH2，發生反應Ⅲ，反應了5min后，氣體總的物質的量減少了20%，則0～5min內，H2的平均反應速率v═0.048mol/（L?min）0.048mol/（L?min）。
（4）在不同溫度、壓強和相同催化劑條件下，發生反應Ⅲ，初始時CO2、H2分別為1.0mol、3.0mol,測得H2的平衡轉化率[a（H2）]隨溫度和壓強的變化如圖1所示。
①如圖可知壓強p1、p2、p3的大小關系為 p1＜p2＜p3p1＜p2＜p3。
②250℃、p3條件下，反應的化學平衡常數Kp═4912p224912p22（用含p3的式子表示，Kp═p（CH3OH）p（H2O）p3（H2）p（CO2），p為各物質的分壓，分壓═總壓×物質的量分數）。
（5）在密閉容器中充入CO2、H2，發生上述反應Ⅱ和反應Ⅲ，在不同催化劑Cat1、Cat2作用下，測得溫度與甲醇選擇性的關系如圖2所示。在其他條件相同時，若想主要發生反應Ⅲ，催化效率較高的是 Cat1Cat1（填“Cat1”或“Cat2”。）。在Cat2作用下，溫度高于500℃時，甲醇的產率降低的可能原因是 催化劑選擇性降低，副產物增多（或催化劑失活）催化劑選擇性降低，副產物增多（或催化劑失活）。
催化劑
催化劑
催化劑
49
12
p
2
2
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12
p
2
2
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C
H
3
OH
）
p
（
H
2
O
）
p
3
（
H
2
）
p
（
C
O
2
）
【答案】ΔH3-ΔH2；ACE；0.048mol/（L?min）；p1＜p2＜p3；；Cat1；催化劑選擇性降低，副產物增多（或催化劑失活）
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【解答】
【點評】
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發布：2024/9/30 0:0:1組卷：30引用：2難度：0.5
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1．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
2．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業上，以KNH2和液氨為電解質，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為。發布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3