Question

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建低碳社會�？茖W(xué)家們提出利用以工業(yè)廢氣中的CO₂為原料，以CuO與ZnO混合物為催化劑，其反應(yīng)為：CO₂ + 3H₂ CH₃OH + H₂O。

（1）某溫度下，在體積為l L的密閉容器中充入lmol CO₂和4mol H₂，測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如(Ⅰ)圖所示。

從反應(yīng)開始到平衡，甲醇的平均反應(yīng)速率v(CH₃OH)= ；氫氣的轉(zhuǎn)化率為 。

（2）常溫常壓下已知下列反應(yīng)的能量變化如（Ⅱ）圖所示：

寫出由二氧化碳和氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式： ，該反應(yīng)的△S? 0（填“>”或“<”或“=”)；反應(yīng)達(dá)到平衡后，要使該平衡向右移動，其它條件不變時，可以采取的措施有 （填序號）。

A．縮小反應(yīng)器體積 B．升高溫度 C．恒容條件下通入CO₂ D．使用合適的催化劑

（3）在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，隨著甲醇的生成，還伴隨有少量CO等副產(chǎn)物出現(xiàn)，且CO₂的轉(zhuǎn)化率、甲醇和CO的含量還受氣體混合物在反應(yīng)鍋爐內(nèi)的流動速率、催化劑CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響。通過實驗分別得到如下圖。

①由圖（Ⅲ）得，生產(chǎn)甲醇的氣體最佳流動速率為 L·h^-1；

②已知當(dāng)催化劑中沒有CuO，只有單組份ZnO時，反應(yīng)速率最大。說明為什么不選擇單組份ZnO的原因 ，根據(jù)圖（Ⅳ）判斷，催化劑CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最好為 %。

Answer 1

（1） 0.075 mol/(L.min)    56.25℅

（2）    <   A C 

（3）3600以上都可以      使用單組份ZnO時反應(yīng)速率雖然最快，但是由圖可知，CO₂轉(zhuǎn)化率、CH₃OH產(chǎn)率均過低，實際生產(chǎn)中沒有意義，故不采用     50％