甲醇是一种重要的有机化工原料,\(\rm{C0_{2}}\)与\(\rm{H_{2}}\)在催化剂\(\rm{CZZA(}\)普通铜基催化剂\(\rm{)}\)作用下合成甲醇,相关反应如下:
反应Ⅰ\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{1}=-49.2KJ⋅mol^{-1}}\)
反应Ⅱ\(\rm{CO_{2}(g)+H_{2}(g)⇌CO(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{2}}\)
已知:\(\rm{①CO}\)和\(\rm{H_{2}}\)的标准燃烧热分别为\(\rm{-283.0KJ⋅mol^{-1}}\)和\(\rm{-285.8KJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{②H_{2}O(g)=H_{2}O(l)\triangle H_{3}=-44.0KJ⋅mol^{-1}}\)
请回答:
\(\rm{(1)}\)反应Ⅱ的\(\rm{\triangle H_{2}=}\) ______ \(\rm{KJ⋅mol^{-1}}\)。
\(\rm{(2)}\)研究表明:在其他条件相同的情况下,将催化剂\(\rm{CZZA}\)换成新型催化剂\(\rm{(CZZA/rGO)}\),可以显著提高甲醇的选择性,试用过渡态理论解释其原因: ______ 。
\(\rm{(3)}\)以\(\rm{CZZA/rGO}\)为催化剂,在一定条件下,将物质的量之比为\(\rm{1}\):\(\rm{3(}\)总量为\(\rm{a}\) \(\rm{mol)}\)的\(\rm{CO_{2}}\)与\(\rm{H_{2}}\)通入恒容密闭容器中进行反应,\(\rm{CO_{2}}\)的平衡转化率和甲醇的选择率\(\rm{(}\)甲醇的选择率:转化的\(\rm{CO_{2}}\)中生成甲醇的物质的量分数\(\rm{)}\)随温度的变化趋势如图\(\rm{1}\)所示:
\(\rm{①}\)在\(\rm{553K}\)时,反应体系内甲醇的物质的量为 ______ \(\rm{mol}\)。
\(\rm{②}\)随着温度的升高,\(\rm{CO_{2}}\)的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因: ______ 。
\(\rm{(4)}\)将\(\rm{CO_{2}}\)与\(\rm{H_{2}}\)按物质的量之比为\(\rm{1}\):\(\rm{3}\)通入恒温恒容密闭容器中,控制条件,使其仅仅按反应Ⅰ进行,得到甲醇的体积分数与时间的关系如图\(\rm{2}\)所示。保持其它条件不变,\(\rm{t_{1}}\)时再向容器中加入一定量物质的量之比为\(\rm{1}\):\(\rm{3}\)的\(\rm{CO_{2}}\)与\(\rm{H_{2}}\)混合气,\(\rm{t_{2}}\)时再次达到平衡,请在图\(\rm{2}\)中画出\(\rm{t_{1}~t_{3}}\)时间内甲醇体积分数随时间的变化曲线。
\(\rm{(5)}\)在催化剂作用下,以\(\rm{NaOH}\)溶液为电解液,将甲烷气体通入石墨复合电极,电解产生甲醇。写出阳极反应的电极反应式 ______ 。