已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：I． Ⅱ．请回答下列问题：

1. 已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：

I． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

请回答下列问题：

(1) 若CO的燃烧热( $\text{[math]}$ )为−283.5 kJ/mol，则反应Ⅱ的 $\text{[math]}$ 。

(2) CO和 $\text{[math]}$ 也可发生类似于反应Ⅱ的变化，热化学方程式为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入4.0mol $\text{[math]}$ 和4.0mol CO，测得相关数据如下表：

	0min	5 min	10 min	12 min	20 min
$\text{[math]}$	4.0	3.4	3.12	3	3
$\text{[math]}$	0	0.3	0.44	0.5	0.5

①0~5min内， $\text{[math]}$ ；该温度下反应的化学平衡常数K=(保留两位有效数字)。

②其他条件不变，升高温度， $\text{[math]}$ 平衡转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③20min时，保持其他条件不变，再向容器中通入0.4mol CO、0.7mol $\text{[math]}$ 和0.4mol $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学反应速率与化学平衡的综合应用; 化学平衡的计算; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

1. 中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉，为全球的“碳达峰”、“碳中和”起到重大的支撑作用。其中最关键的一步是以CO₂为原料制CH₃OH．在某 CO₂催化加氢制CH₃OH 的反应体系中，发生的主要反应有：

Ⅰ.CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₁=+41.1kJ/mol

Ⅱ.CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH₂

Ⅲ.CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₃=-48.9kJ/mol

(1) ΔH₂=kJ/mol。

(2) 5 MPa时、往某密闭容器中按投料比n(H₂)：n(CO₂)=3∶1充入H₂和CO₂ ，反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如下图所示。

图中Y代表(填化学式)。

(3) 我国科研人员研究出在Cu-ZnO—ZrO₂催化剂上CO₂氢化合成甲醇的反应历程如下图所示。

反应②的化学方程式为。分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是。

(4) 恒压下，CO₂和H₂以物质的量之比1：3投料合成甲醇(不考虑副反应Ⅱ)，在有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H₂O。请在下图中画出无分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化曲线。

综合题困难

2. 二甲醚 $\text{[math]}$ 是一种洁净液体燃料，工业上以CO和 $\text{[math]}$ 为原料生产 $\text{[math]}$ 。制备二甲醚在催化反应室中(压强： $\text{[math]}$ ，温度： $\text{[math]}$ )进行下列反应：

反应ⅰ： $\text{[math]}$

反应ⅱ： $\text{[math]}$

(1) ①在该条件下，若反应i的起始浓度分别为 $\text{[math]}$ 后CO的转化率为 $\text{[math]}$ ，则8min内CO的平均化学反应速率为。

②针对反应i进行研究，在容积可变的密闭容器中，充入nmolCO和 $\text{[math]}$ 进行反应。在不同压强下 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡时，测得CO平衡转化率 $\text{[math]}$ 与温度的变化如下图所示，图中X代表(填“温度”或“压强c)。解释b点的容器容积小于 $\text{[math]}$ 点的容器容积的原因。