是一种重要的化工产品，被公认为“万能中间体”。Ⅰ.甲醇脱氢法制是工业上的一种重要方法，具有工艺流程短、原料单一、反应条件温和等优点。其工艺过程涉及如下反应：反应a：反应b：反应c：（1）。（2）一定条件下，在容积为的恒容密闭容器中通入气体发生上述反应，在不同温度下连续反应。测得甲醇的总转化率和的选择性随温度变化如图所示。(已知：的选择性)则时，体系中的物质的量为。（3）当温度高于时，的选择性迅速下降的原因不可能是(填字母)。A．升高温度使催化剂活性降低B．升高温度使反应a逆向移动C．反应a平衡常数减小D．温度升高反应b速率加快E．温度升高反应c速率加快Ⅱ.在一定条件下可利用甲醇羰基化法制甲酸甲酯，其反应原理可表示为：。（4）向体积为的密闭容器中充入和，测得容器内的压强p随时间t的变化关系如下图中ⅰ、ⅱ、ⅲ曲线所示：①ⅱ和ⅰ相比，改变的反应条件是；②反应ⅱ在时达到平衡，用来表示其反应速率v(CO)= ；平衡常数；（5）在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡ⅱ时，再往容器中加入和后，(填“>”、“<”或“=”)；反应ⅰ的温度(填“>”、“<”或“=”)反应ⅲ的温度。

1. 利用催化转化反应 $\text{[math]}$ ，可有效地将汽车尾气中的CO和NO同时除去。已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。计算： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

填空题容易

2. 铁在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。

(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应有：

反应	△H(kJ/mol)	K
i. Fe₂O₃(s)+3C(s) $\text{[math]}$ 2Fe(s)+3CO(g)	+489	K₁
ii. Fe₂O₃(s)+3CO(g) $\text{[math]}$ 2Fe(s)+3CO₂(g)	X	K₂
iii. C(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)	+172	K₃

试计算，X=，K₁、K₂与K₃之间的关系为K₁=。

(2)T₁℃时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe₂O₃和C，发生反应i，反应达到平衡后，在t₁时刻，改变某条件，υ₍_逆₎随时间(t)的变化关系如图1所示，则t₁时刻改变的条件可能是(填写字母)。

a.保持温度不变，压缩容器 b.保持体积不变，升高温度

c.保持体积不变，加少量碳粉 d.保持体积不变，增大CO浓度

(3)在一定温度下，向某体积可变的恒压密闭容器(P KPa)加入1 molCO₂与足量的碳，发生反应ⅲ，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示。

①T℃时，若向平衡体系中再充入一定量按V(CO₂)：V(CO) =5：4的混合气体，平衡(填“ 正向”、“ 逆向”或“ 不” )移动。

②925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_p为KPa。[气体分压(p_分)=气体总压(p) ×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数，记作K_p]

填空题容易

1.

在催化剂作用下可将温室气体 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。

I．通过以下反应可获得新型能源二甲醚。

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。

（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有___________。

A. 增大 $\text{[math]}$ 浓度，反应①、②的正反应速率都增加

B. 移去部分 $\text{[math]}$ ，反应②、③的平衡均向右移动

C. 加入反应①的催化剂，可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率

D. 降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小

（3）我国科学者又进一步研究了在 $\text{[math]}$ 催化剂上 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示( $\text{[math]}$ )。下列说法正确的是___________(填字母)。

A. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%

B. 带*标记的物质是该反应历程中的中间产物

C. 第④步的反应式为 $\text{[math]}$

D. 反应历程中只有 $\text{[math]}$ 键断裂，没有 $\text{[math]}$ 键断裂

II．在 $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下仅发生上述反应①和②，平衡时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 选择性S[ $\text{[math]}$ ]及 $\text{[math]}$ 的转化率a随温度的变化如图所示。

（4）表示平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率的曲线是________(填“x”“y”或“z”)， $\text{[math]}$ 转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因：________。

（5）250℃时，平衡体系共有 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 的平衡转化率=________，反应②的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为用分压表示的平衡常数，气体的分压=总压 $\text{[math]}$ 该气体的物质的量分数，列计算式)。

（6）p、q两点反应②的正反应速率大小： $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。(填“>”“=”或“<”)

综合题困难

2. 研发 $\text{[math]}$ 利用技术，降低空气中 $\text{[math]}$ 含量是目前科学家研究的热点之一。 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化作用下生成可再生资源甲醇，相关反应如下：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 反应Ⅱ在低温或常温下不能自发进行，则 $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)0。

(2) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成甲醇时温度对单位时间内 $\text{[math]}$ 转化率及甲醇和CO产率的影响如图1所示。则由图1判断合成 $\text{[math]}$ 最适宜的温度是；温度升高 $\text{[math]}$ 产率先升高后降低，降低的可能原因是。

(3) 在恒温恒容的密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，容器内起始的压强为pkPa，达到平衡时，测定容器内生成了 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 生成CO的选择性为 $\text{[math]}$ (反应物的选择性 $\text{[math]}$ )。

①下列相关说法正确的是(填字母)。

A．从反应体系中分离出甲醇，有利于提高反应物的转化率

B．向容器按原比例再充入反应物，达到新平衡时各组分的体积分数不变

C．当 $\text{[math]}$ ，说明反应达到了平衡状态

D．工业合成甲醇时，选择合适催化剂可提高甲醇的产率

②该温度下，反应Ⅱ用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

(4) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在某NiO支撑的 $\text{[math]}$ 表面的反应历程如图2所示(TS表示过渡态)。

决定总反应速率的步骤的活化能 $\text{[math]}$ eV。

(5) 超分子笼PPC-2封装钌(Ru)纳米颗粒形成一种高效催化剂。PPC-2是由A、B、C三个组件拼装而成的正八面体超分子笼，结构示意如图。

注：C组件中浅色原子由其他邻近组件提供。

①组件C中Co原子位于相邻O原子构成的空隙中(填“四面体”或“八面体”)。

②每个组件C带一个单位负电荷，综合各组件所带电荷，计算PPC-2中 $\text{[math]}$ 。

③钌纳米颗粒进入PPC-2超分子笼后，钌晶体从六方堆积转化为面心立方堆积(晶胞参数为apm)。超分子笼内钌晶体密度为 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。

综合题困难

3. CH₄和CO₂两种温室气体的共活化转化对实现“碳中和”有重要意义，它们和C₂H₂反应可以生成乙酸乙烯酯(CH₃COOCH=CH₂)。

(1) 已知：

①CH₄(g)+CO₂(g)=CH₃COOH(g) ∆H₁=+36.2kJ·mol⁻¹

②CH₃COOH(g)+C₂H₂(g)=CH₃COOCH=CH₂(g) ∆H₂=−109.6kJ·mol⁻¹

计算反应③CO₂(g)+CH₄(g)+C₂H₂(g)=CH₃COOCH=CH₂(g)的∆H₃=kJ·mol⁻¹。热力学上，此反应若要自发进行，应该在(填“高温”或“低温”)条件下。

(2) 在密闭容器中，不同压强下按物质的量比1：1：1投料发生反应③，平衡时乙酸乙烯酯的物质的量分数随温度的变化曲线如图。

①压强p₁100kPa(填“>”、“<”或“=”)。

②在600K、100kPa下，反应③经tmin后达到平衡，此时间段内CO₂分压的平均变化率为kPa·min⁻¹。

③在600K、100kPa下，反应的平衡常数K_p=。

(3) CH₄和CO₂在催化剂(Cu基或Zn基)作用下生成乙酸的反应历程如图I所示(*表示吸附态)。已知： $\text{[math]}$ ，其中k为速率常数，E_a为活化能，R、A为常数，lnk~ $\text{[math]}$ 变化关系如图Ⅱ所示。

①使用Zn基催化剂时，决速步骤的化学方程式为。

②图Ⅱ中b对应的催化剂是(填“Cu基”或“Zn基”)。

综合题普通

1.

在催化剂作用下可将温室气体 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。

I．通过以下反应可获得新型能源二甲醚。

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。

（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有___________。

A. 增大 $\text{[math]}$ 浓度，反应①、②的正反应速率都增加

B. 移去部分 $\text{[math]}$ ，反应②、③的平衡均向右移动

C. 加入反应①的催化剂，可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率

D. 降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小

（3）我国科学者又进一步研究了在 $\text{[math]}$ 催化剂上 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示( $\text{[math]}$ )。下列说法正确的是___________(填字母)。

A. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%

B. 带*标记的物质是该反应历程中的中间产物

C. 第④步的反应式为 $\text{[math]}$

D. 反应历程中只有 $\text{[math]}$ 键断裂，没有 $\text{[math]}$ 键断裂

II．在 $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下仅发生上述反应①和②，平衡时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 选择性S[ $\text{[math]}$ ]及 $\text{[math]}$ 的转化率a随温度的变化如图所示。

（4）表示平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率的曲线是________(填“x”“y”或“z”)， $\text{[math]}$ 转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因：________。

（5）250℃时，平衡体系共有 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 的平衡转化率=________，反应②的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为用分压表示的平衡常数，气体的分压=总压 $\text{[math]}$ 该气体的物质的量分数，列计算式)。

（6）p、q两点反应②的正反应速率大小： $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。(填“>”“=”或“<”)

综合题困难

2.

乙烯是一种重要的基本化工原料，乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平，研究工业制取乙烯有重要的意义。

Ⅰ．工业用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在一定条件下合成乙烯：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1） $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$

（2）在刚性密闭容器中充入体积比为3∶1的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在一定条件下模拟工业合成乙烯，不同温度对 $\text{[math]}$ 的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法不正确的是___________。

A. 平衡常数： $\text{[math]}$

B. 消耗 $\text{[math]}$ 的速率： $\text{[math]}$ 可能小于 $\text{[math]}$

C. 为了提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率，选择温度越低越好

D. M点时的压强一定小于N点时的压强

Ⅱ．工业用甲烷催化法制取乙烯： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， T℃时，向3L的恒容反应器中充入6molCH₄ ，仅发生上述反应，反应过程中的物质的量随时间变化如图所示：

（3）实验测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为速率常数，只与温度有关，T℃时，平衡时容器内 $\text{[math]}$ 的物质的量为a mol，则 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值为________(用含a的代数式表示)；若将温度降低，速率常数减少的倍数： $\text{[math]}$ ________(填“>”“=”或“<”) $\text{[math]}$ 。