题干 |
甲醇是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。
主反应：
副反应：CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)
回答下列问题：
(1)已知：CH3OH(l)=CH3OH(g) ΔH=+138 kJ/mol，CH4和CH3OH的燃烧热分别为-890 kJ/mol、-726 kJ/mol，则主反应的ΔH=_______kJ/mol。
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用＊标注，TS代表过渡态)。
①在催化剂表面上更容易被吸附的是_______(填“H2O”或“O2”)。
②该历程中正反应最大的活化能为_____kJ/mol，写出该步骤的化学方程式____。
(3)在恒温的刚性密闭容器中，分别按照CH4、O2的体积比为2：1以及CH4、O2、H2O(g)的体积比为2：1:8反应相同的时间，所得产物的选择性(如甲醇的选择性= )如下图所示：
①向反应体系中加入H2O(g)能够显著提高甲醇选择性的原因：_______。
②向上述刚性密闭容器中按照体积比2：1：8充入CH4、O2和H2O(g)，在450K下达平衡时，CH4的转化率为50%，CH3OH的选择性为90%，则副反应的压强平衡常数Kp=_______(计算结果保留1位小数)。
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