纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下：回答下列问题：

1. 纳米碗 $\text{[math]}$ 是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下， $\text{[math]}$ 可以由 $\text{[math]}$ 分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。

$\text{[math]}$ 的反应机理和能量变化如下：

回答下列问题：

(1) 已知 $\text{[math]}$ 中碳氢键和碳碳键的键能分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 键能为 $\text{[math]}$ 。估算 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 图示历程包含个基元反应，其中速率最慢的是第个，最大能垒为 $\text{[math]}$ 。

(3) 下列关于 $\text{[math]}$ 的说法不正确的是（填标号）。

a． $\text{[math]}$ 室温常压下为气体 b． $\text{[math]}$ 燃烧时有大量黑烟产生

c． $\text{[math]}$ 结构中所有原子共平面 d． $\text{[math]}$ 难溶于水

(4) $\text{[math]}$ 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为、．

(5) $\text{[math]}$ 时，假定体系内只有反应 $\text{[math]}$ 发生，反应过程中压强恒定为 $\text{[math]}$ （即 $\text{[math]}$ 的初始压强），平衡转化率为 $\text{[math]}$ ，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 为（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数）。

(6) $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ 反应的 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为平衡常数）随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下， $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为理想气体常数， $\text{[math]}$ 为截距）。图中两条线几乎平行，试从化学键的角度分析其原因．

(7) 下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成 $\text{[math]}$ 的反应速率的是（填标号）。

a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．延长反应时间

【考点】

反应热和焓变; 化学反应速率; 化学平衡常数; 化学平衡的影响因素; 有机物的结构和性质;

【答案】

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综合题困难

1. 我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中CO₂的含量，以CO₂为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO₂在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生主反应I，同时伴有副反应II发生。

主反应I： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应II： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 几种化学键的键能如表所示：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能/( $\text{[math]}$ )	413	436	a	745

则 $\text{[math]}$ 。

(2) 为了进一步研究上述两个反应，某小组在三个容积相同的刚性容器中，分别充入1 mol CO₂和4 mol H₂ ，在三种不同实验条件(见表)下进行两个反应，反应体系的总压强(p)随时间变化情况如图所示：

实验编号	a	b	c
温度/K	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂的比表面积/( $\text{[math]}$ )	80	120	120

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)，曲线II对应的实验编号是。

②若在曲线Ⅱ的条件下，20 min时达到平衡生成1.2 mol H₂O，则20 min内反应的平均速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应II的平衡常数 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)，平衡时CH₄选择性=(CH₄选择性 $\text{[math]}$ ，计算结果保留三位有效数字)。