Question

研究表明，在CuZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H1 平衡常數(shù)K1 反應(yīng)Ⅰ

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H2 =+41.2kJ•mol-8平衡常數(shù)K2 反應(yīng)Ⅱ

某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1：2.2，在相同壓強下，經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù)：

T（K）	催化劑	CO2轉(zhuǎn)化率（%）	甲醇選擇性（%）
543	Cat.1	12.3	42.3
543	Cat.2	10.9	72.7
553	Cat.1	15.3	39.1
553	Cat.2	12.0	71.6

[備注]Cat.1：Cu/ZnO納米棒；Cat.2：Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性；轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比

（1）合成的甲醇可用于燃料電池的燃料，若電解質(zhì)為稀燒堿溶液時甲醇燃料電池的正極反應(yīng)式為________；研究證實，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在______極，該電極反應(yīng)式是________________________________。

（2）從表中實驗數(shù)據(jù)可以分析出，提高CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性的方法有______________。

（3）反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常數(shù)K3=____________（用K1和K2表示）。

（4）在恒壓密閉容器中，由CO2和H2進行反應(yīng)I合成甲醇，在其它條件不變的情況下，探究溫度對化學(xué)平衡的影響，實驗結(jié)果如圖。

①△H1_________0（填“＞”、“＜”或“=”）

②有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有___________（填標號）。

A．降低反應(yīng)溫度

B．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度

C．增大CO2和H2的初始投料比

D．混合氣體中摻入一定量惰性氣體（不參與反應(yīng)）

（5）在T1溫度時，將1.00molCO2和3.00molH2充入體積為1.00L的恒容密閉容器中，容器起始壓強為P0，僅進行反應(yīng)I。

①充分反應(yīng)達到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a，則容器的壓強與起始壓強之比為________（用a表示）。

②若經(jīng)過3h反應(yīng)達到平衡，平衡后，混合氣體物質(zhì)的量為3.00mol，則該過程中H2的平均反應(yīng)速率為____________（保留三位有效數(shù)字）；該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K為____________（保留三位有效數(shù)字）；平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。寫出上述反應(yīng)壓力平衡常數(shù)KP為____________（用P0表示，并化簡）。

Answer 1