Question

(1)顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如右转化：

该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。回答下列问题：

已知：t₁温度下，k(正)=0.006s^－1，k(逆)=0.002s^－1，该温度下反应达平衡时，c(反-1，2-二甲基环丙烷)：c(顺-1，2-二甲基环丙烷)=_____________；

该反应的活化能E_a(正)小于E_a(逆)，则________0(填“小于”“等于”或“大于”)。

(2)催化还原CO₂是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO₂和H₂可发生两个反应，分别生成CH₃OH和CO。反应的热化学方程式如下：

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

某实验室控制CO₂和H₂初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：

T（K）	催化剂	CO2转化率（%）	甲醇选择性（%）
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

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO₂中生成甲醛的百分比；

已知：①CO和H₂的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol^-1和-285.8kJ·mol^-1

②H₂O(l)=H₂O(g)  ΔH₃=44.0kJ·mol^-1

请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：反应II的ΔH₂=           kJ·mol^-1。

在右图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图(在图中标注出相应的曲线)：

Answer

(1)3；小于(2)+41.2；

；

【解析】

试题分析：(1)根据v(正)=k(正)c(顺)，k(正)=0.006s-1，则v(正)=0.006c(顺)，v(逆)=k(逆)c(反)，k(逆)=0.002s-1，则v(逆)=0.002c(反)，化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c(顺)=0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数值K1===3，该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则△H小于0，故答案为：3；小于；

(2)已知：CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1，②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1，可知热化学方程式a．CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1，b．H2(g)+O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ•mol-1，c．H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1，由盖斯定律将b-a+c可得CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2 =(-285.8+283.0+44)kJ•mol-1=+41.2kJ•mol-1，从表中数据分析，在催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应Ⅰ催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低，故图为，故答案为：+41.2；。

考点：考查了热化学方程式的书写、化学平衡的计算和影响因素的相关知识。