【題目】科學家研究出一種以天然氣為燃料的“燃燒前捕獲系統”,其簡單流程如圖所示(條件及物質未標出)。
(1)已知:CH4、CO、H2的燃燒熱分別為890.3 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1,則上述流程中第一步反應2CH4(g)+O2(g)===2CO(g)+4H2(g)的ΔH=______________。
(2)工業上可用H2和CO2制備甲醇,其反應方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),某溫度下,將1 mol CO2和3 mol H2充入體積不變的2 L密閉容器中,發生上述反應,測得不同時刻反應前后的壓強關系如下表:
時間/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.90 | 0.85 | 0.83 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
①用H2表示前2 h 的平均反應速率v(H2)=_________________________________;
②該溫度下,CO2的平衡轉化率為________。
(3)在300 ℃、8 MPa下,將CO2和H2按物質的量之比1∶3 通入一密閉容器中發生(2)中反應,達到平衡時,測得CO2的平衡轉化率為50%,則該反應條件下的平衡常數為Kp=________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)。
(4)CO2經催化加氫可合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。在0.1 MPa時,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,如圖所示為不同溫度(T)下,平衡時四種氣態物質的物質的量(n)關系。
①該反應的ΔH________0(填“>”或“<”)。
②曲線c表示的物質為_______。
③為提高H2的平衡轉化率,除改變溫度外,還可采取的措施______________。(答出一條即可)