甲醇有廣泛的用途和廣闊的應用前景。工業(yè)上利用CO₂生產(chǎn)甲醇，再利用甲醇生產(chǎn)丙烯。回答下列問題：
（1）工業(yè)上在Cu-ZnO催化下利用CO₂發(fā)生如下反應I生產(chǎn)甲醇，同時伴有反應發(fā)生。
Ⅰ.CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁
Ⅱ.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂
①已知：298K時，相關物質(zhì)的相對能量如圖1，反應Ⅰ的ΔH₁為

-49.5kJ/mol

-49.5kJ/mol

。

②不同條件下，按照n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。
壓強p₁、p₂、p₃由大到小的順序是

p₃＞p₂＞p₁

p₃＞p₂＞p₁

。壓強為p₁時，溫度高于300℃之后，隨著溫度升高CO₂平衡轉(zhuǎn)化率增大的原因

反應Ⅰ是放熱反應，反應Ⅱ是吸熱反應，溫度高于300℃之后，反應轉(zhuǎn)化率主要由反應Ⅱ決定

反應Ⅰ是放熱反應，反應Ⅱ是吸熱反應，溫度高于300℃之后，反應轉(zhuǎn)化率主要由反應Ⅱ決定

。
③在溫度T時，在容積不變的密閉容器中，充入0.5mol CO₂（g）和1.0mol H₂（g），起始壓強為p kPa,10min達平衡時生成0.3mol H₂O（g），測得壓強為

2

3

p kPa。
若反應速率用單位時間內(nèi)分壓變化表示，則10min內(nèi)CH₃OH的反應速率v（CH₃OH）為

p

60

p

60

kPa?min^-1。則反應Ⅰ的平衡常數(shù)K_p=

3375

32

p

2

3375

32

p

2

（kPa）^-2（寫出K_p的計算式）。
（2）甲醇催化制取丙烯的過程中發(fā)生如下反應：
Ⅰ.3CH₃OH（g）?C₃H₆（g）+3H₂O（g）
Ⅱ.2CH₃OH（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）
反應I的Arrhenius經(jīng)驗公式的實驗數(shù)據(jù)如圖3中曲線a所示，已知Arrhenius經(jīng)驗公式為RInk═-

E

a

T

+C（E_a為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）。則該反應的活化能E_a=

31

31

kJ?mol^-1。當改變外界條件時，實驗數(shù)據(jù)如
圖3中的曲線b所示，則實驗可能改變的外界條件是

使用更高效的催化劑，增大催化劑比表面積

使用更高效的催化劑，增大催化劑比表面積

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