Question

催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平衡反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I

CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2 II

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

【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中生成甲醛的百分比

已知：①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O（l） H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1

請回答（不考慮溫度對ΔH的影響）：

（1）反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達式K= ；反應(yīng)II的ΔH2= kJ·mol-1。

（2）有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有 。

A．使用催化劑Cat.1

B．使用催化劑Cat.2

C．降低反應(yīng)溫度

D．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度

E．增大CO2和H2的初始投料比

（3）表中實驗數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是 。

（4）在右圖中分別畫出I在無催化劑、有Cat.1和由Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程-能量”示意圖。

（5）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 。

Answer 1