催化还原\(\rm{CO_{2}}\)是解决温室效应及能源问题的重要手段之一\(\rm{.}\)研究表明,在\(\rm{Cu/ZnO}\)催化剂存在下,\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)可发生两个平行反应,分别生成\(\rm{CH_{3}OH}\)和\(\rm{CO.}\)反应的热化学方程式如下:
Ⅰ\(\rm{.}\) \(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{1}=-53.7kJ⋅mol^{-1}}\) \(\rm{K_{1}}\)
Ⅱ\(\rm{.}\) \(\rm{CO_{2}(g)+H_{2}(g)⇌CO(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{2}}\) \(\rm{K_{2}}\)
\(\rm{(1)}\)反应Ⅰ的平衡常数表达式\(\rm{K_{1}=}\) ______ \(\rm{.}\)若其它条件不变,升高温度,则该反应的逆反应速率 ______ \(\rm{(}\)填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”\(\rm{)}\).
\(\rm{(2)}\)反应Ⅱ还可以通过下列反应获得:
\(\rm{Fe(s)+CO_{2}(g)⇌FeO(s)+CO(g)\triangle H_{3}}\) \(\rm{K_{3}}\)
\(\rm{Fe(s)+H_{2}O(g)⇌FeO(s)+H_{2}(g)\triangle H_{4}}\) \(\rm{K_{4}}\)
在不同温度时\(\rm{K_{3}}\)、\(\rm{K_{4}}\)的值如下表\(\rm{1}\):
| \(\rm{700℃}\) | \(\rm{900℃}\) |
\(\rm{K_{3}}\) | \(\rm{1.47}\) | \(\rm{2.15}\) |
\(\rm{K_{4}}\) | \(\rm{2.38}\) | \(\rm{1.67}\) |
请回答\(\rm{(}\)不考虑温度对\(\rm{\triangle H}\)的影响\(\rm{)}\):
\(\rm{\triangle H_{2}=}\) ______ \(\rm{(}\)用\(\rm{\triangle H_{3}}\)和\(\rm{\triangle H_{4}}\)表示\(\rm{)}\),\(\rm{K_{2}=}\) ______ \(\rm{(}\)用\(\rm{K_{3}}\)和\(\rm{K_{4}}\)表示\(\rm{)}\),反应Ⅱ属于 ______ 反应\(\rm{(}\)填“放热”或“吸热”\(\rm{)}\).
\(\rm{(3)}\)某实验室控制\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)初始投料比为\(\rm{1}\):\(\rm{2.2}\),在相同压强下,经过相同反应时间测得如下表\(\rm{2}\)实验数据:
\(\rm{T(K)}\) | 催化剂 | \(\rm{CO_{2}}\)转化率\(\rm{(\%)}\) | 甲醇选择性\(\rm{(\%)}\) |
\(\rm{543}\) | \(\rm{Cat.1}\) | \(\rm{12.3}\) | \(\rm{42.3}\) |
\(\rm{543}\) | \(\rm{Cat.2}\) | \(\rm{10.9}\) | \(\rm{72.7}\) |
\(\rm{553}\) | \(\rm{Cat.1}\) | \(\rm{15.3}\) | \(\rm{39.1}\) |
\(\rm{553}\) | \(\rm{Cat.2}\) | \(\rm{12.0}\) | \(\rm{71.6}\) |
【备注】\(\rm{Cat.1}\):\(\rm{ \dfrac {Cu}{ZnO}}\)纳米棒;\(\rm{Cat.2}\):\(\rm{Cu/ZnO}\)纳米片;甲醇选择性:转化的\(\rm{CO_{2}}\)中生成甲醇的百分比.
\(\rm{①}\)在\(\rm{Cu/ZnO}\)催化剂存在下,有利于提高\(\rm{CO_{2}}\)转化为\(\rm{CH_{3}OH}\)平衡转化率的措施有 ______ .
A.使用催化剂\(\rm{Cat.1}\) \(\rm{B.}\)使用催化剂\(\rm{Cat.2}\) \(\rm{C.}\)降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度 \(\rm{E.}\)增大\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)的初始投料比
\(\rm{②}\)表\(\rm{2}\)中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对\(\rm{CO_{2}}\)转化成\(\rm{CH_{3}OH}\)的选择性有显著的影响,其原因是 ______ .