;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;1;(1)研究发现,在单原子Cu/ZrO2催化时,反应ⅰ的历程如下:

第一步CO2+H2→HCOO*+H*(慢)

第二步HCOO*+2H2→CH3O*+H2O(快)

第三步CH3O*+H*→CH3OH(快)

下列说法正确的是__________(填字母,下同)。?

A.任何温度下,反应ⅰ均可自发进行

B.升高温度时,三步反应速率均加快

C.用不同催化剂催化反应可以改变反应历程,提高平衡转化率

D.反应历程中,第一步反应的活化能最高,是反应的决速步;解析反应ⅰ,ΔS0,ΔH0,低温条件下可自发进行,A错误;升高温度时,所有反应的反应速率均加快,B正确;催化剂能加快反应速率,但不影响平衡移动,不能提高平衡转化率,C错误;第一步反应为慢反应,而活化能越高,反应速率越慢,则第一步反应的活化能最高,慢反应为总反应的决速步,D正确。;?;?;(3)将H2、CO2以体积比3∶1充入恒容密闭容器中,在催化剂存在下发生反应ⅰ和反应ⅱ。CO2的平衡转化率及CH3OH的选择性(生成目标产物所消耗的反应物的物质的量与参与反应的反应物的物质的量之比)随温度变化曲线如图所示:;解析CO2加氢制甲醇,升温反应速率加快,故高温有利于提高反应速率,反应ⅰ为放热反应,降温平衡正向移动,故低温有利于提高平衡时CH3OH的产率。实际选用300~320℃反应温度的原因:温度低,反应速率太慢,且CO2的转化率低,温度高,甲醇选择性低。;(4)温度为T℃时,在一个刚性容器中模拟工业上合成CH3OH,往容器中通入1molCO2、3molH2进行反应ⅰ和反应ⅱ,反应过程中容器内的压强随着时间的变化如下表所示。;?;向容器中通入1molCO2、3molH2进行反应ⅰ和反应ⅱ,初始压强为120MPa,则初始CO2、H2的分压分别为30MPa、90MPa;由题意可知,反应开始至40min时,反应达到平衡,由“三段式”可知:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

开始/MPa 30 90 0 0

变化/MPa x 3x x x

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

开始/MPa 0 0

变化/MPa y y y y;?;1;1;?;?;1;1;1;1;1;1;1;1;1;解析①催化剂不影响转化率,只影响速率,因此平衡转化率是该条件下的最大转化率,有无催化剂都不会超过最大转化率,故平衡转化率曲线是Ⅰ。②由图示可知,温度升高时,H2S的转化率升高,而反应1正反应为放热反应,温度升高转化率会降低,故反应2正反应为吸热反应,即ΔH20。新方法加入部分O2,而未采用H2S直接分解法的原因是使H2与O2反应生成水,减小H2的浓度,使反应2平衡正向移动。③向1L恒容容器中通入0.01mol混合气体[n(Ar)∶n(H2S)∶n(O2)=88∶10∶2],则n(H2S)=1×10-3mol,n(O2)=2×10-4mol,设达到平衡时生成了2xmolH2O和2ymolH2,

2H2S(g)+O2(g)2H2O(g)+S2(g)

起始/mol 1×10-3 2×10-4 0 0

转化/mol 2x x 2x x

平衡/mol 1×10-3-2x-2y 2×10-4-x 2x x+y;1;1;1;1;本课结束