将富集、活化、转化为具有高附加值的化学品对实现碳中和有重要意义。

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1. 将 $\text{[math]}$ 富集、活化、转化为具有高附加值的化学品对实现碳中和有重要意义。

(1) 一种富集烟气中 $\text{[math]}$ 的方法示意图如下：

写出“解吸”过程产生 $\text{[math]}$ 的化学方程式：。

(2) $\text{[math]}$ 性质稳定，使其活化是实现转化的重要前提。

①使用过渡金属作催化剂，提供空轨道接受(填“C”或“O”)原子的孤电子对，破坏 $\text{[math]}$ 的结构使其活化。

②采用电化学、光化学等手段，使 $\text{[math]}$ (填“提供”或“接受”)电子转化为 $\text{[math]}$

(3) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下可转化为 $\text{[math]}$ ，体系中发生的主要反应如下：

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

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

研究表明，CO与 $\text{[math]}$ 也能生成 $\text{[math]}$ ，写出该反应的热化学方程式：。

(4) 在催化剂作用下，将1mol $\text{[math]}$ 、3mol $\text{[math]}$ 投入反应器，反应温度对 $\text{[math]}$ 平衡转化率 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 选择性 $\text{[math]}$ 的影响如下。

已知： $\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ 随温度升高逐渐增大、 $\text{[math]}$ 随温度升高逐渐减小的原因是。

②在240℃达到平衡时，体系(填“吸收”或“放出”)的热量为kJ(除了反应ⅰ和ⅱ不考虑其他反应)。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡的计算; 探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质;

【答案】

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综合题普通

1. 二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：

(1) 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： $\text{[math]}$ 。该反应一般认为通过如下步骤来实现：① $\text{[math]}$ 。② $\text{[math]}$ 。总反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(填标号)。

A． B．

C． D．

(2) 合成总反应在起始物 $\text{[math]}$ 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ ℃下的 $\text{[math]}$ 、在 $\text{[math]}$ 下的 $\text{[math]}$ 如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 $\text{[math]}$ 。

②图中对应等压过程的曲线是，判断的理由是。

③当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ ，反应条件可能为或。

综合题困难

2. 天然气、石油钻探过程会释放出CO₂、H₂S等气体。某种将CO₂和H₂S共活化的工艺涉及如下反应：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

④ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 已知：298K时，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量；H₂S(g)的标准摩尔燃烧焓(ΔH)为-586kJ·mol^-1 ，则COS(g)的标准摩尔燃烧焓(ΔH)为kJ·mol^-1 ，反应②在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。

(2) 一定条件下，向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO₂(g)和H₂S(g)混合气体，发生上述反应，25min时，测得体系总压强为210kPa，S₂(g)的平均反应速率为kPa·min^-1.达到平衡时，测得体系总压强为230kPa，2p(COS)=2p(H₂)=p(CO₂)，此时H₂S(g)的平衡转化率为，反应②的标准平衡常数 $\text{[math]}$ (已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为各组分的平衡分压)。

(3) 将等物质的量的CO₂(g)和H₂S(g)混合气体充入恒压密闭容器中，发生上述反应，反应物的平衡转化率、COS或H₂O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ 。

①表示“H₂O的选择性”的曲线是(填“曲线a”或“曲线b”)。

②温度高于600℃时，H₂S的转化率大于CO₂原因是。

综合题普通

3. “双碳战略”有助于我国实现高质量的发展，中科院研究人员通过利用光催化 $\text{[math]}$ 转化为甲醇从而实现对光能的存储和利用，研究人员给这个方案起了一个贴切的名字——“液态阳光”。在某 $\text{[math]}$ 催化加氢制 $\text{[math]}$ 的反应体系中，发生的主要反应有：

I． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

II． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

III． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 同时有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡产率和反应速率的是(填字母)。

A．加入催化剂 B．升高温度 C．降低温度 D．增大压强 E．降低压强

(2) 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，

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

常温常压下，在一密闭钢瓶中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 只发生反应Ⅲ，当生成 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 时放出 $\text{[math]}$ 的能量。

(3) 在实际的生产过程中还会发生副反应，如IV． $\text{[math]}$ ，若某温度下，反应I、Ⅱ的平衡常数分别为 $\text{[math]}$ ，则反应IV的平衡常数 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的表达式表示)。

(4) 某压强下，往密闭容器中按投料比 $\text{[math]}$ 充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，测得各组分平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。

①图中Y代表(填化学式)。

②体系中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数受温度影响不大，原因是。

③体系中X与Y的交点纵坐标为0.04，则该条件下 $\text{[math]}$ 的转化率为。(结果保留一位小数)

④湖北省是冶金工业大省，为了实现湖北省低碳冶金的产业转型发展，某炼钢厂将生产过程中产生的烟道气(主要含有 $\text{[math]}$ 和粉尘)作为碳源，在贵金属催化剂的作用下加氢生产甲醇，发现甲醇的产率远低于理论计算值，造成这个情况的可能原因是。

综合题困难