1. 2030年实现“碳达峰”,2060年达到“碳中和”的承诺,体现了我们国家对大气治理责任。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:

二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:

 

 

 

(1) 根据上述反应求:④
(2) 我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上反应④的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

写出该历程中决速步骤的化学方程式:

(3) 体积可变的密闭容器中,在保持aMPa下,按照投料,平衡时,CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图所示:

①图中m曲线代表的物质为

②下列说法正确的是(填标号)。

A.180~380℃范围内,的平衡转化率始终低于

B.温度越高,越有利于工业生产

C.一定时间内反应,加入选择性高的催化剂,可提高的产率

D.150~400℃范围内,随着温度的升高,的反应速率先减小后增大

(4) 在一定条件下,密闭容器中加入一定量的CO、和催化剂仅发生反应 , 其速率方程为 , 其中为正、逆反应速率,分别为速率常数,p为气体的分压。已知降低温度时,增大,调整CO和初始投料比,测得CO的平衡转化率如图,A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是,在C点所示投料比下,当CO转化率达到40%时,

【考点】
盖斯定律及其应用; 化学平衡的影响因素; 化学平衡的计算;
【答案】

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2.

中国科学院科研人员在实验室里首次实现了以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,用一种类似“搭积木”的方式,构建了11步反应的人工合成淀粉,在未来,“空气”做馒头,“西北风”当饭“吃”可能不再是做梦。

Ⅰ.人工合成淀粉前两步涉及的反应如图1所示。

(1)已知    , 则反应(用表示)。

Ⅱ.11步反应,每一步反应条件的选择和调控都很重要,以第一步反应为例,向一定温度下的恒容密闭容器中充入和催化剂,发生反应:

(2)反应历程如下(TS表示过渡态,加*表示吸附在催化剂表面)。该合成甲醇的反应0(填“>”、“<”或“=”),在(填“高温”或“低温”)下可自发进行,生成(填“”、“”或“”)的步骤为该反应的决速步骤。

(3)在恒容密闭容器中,使用两种不同催化剂进行实验,相同时间内的转化率与温度、催化剂(Catl、Cat2为两种不同的催化剂)的关系如图3所示。

a点时速率比较:(填“>”、“<”或“=”,下同);催化效率:Cat2Catl;

(4)已知催化加氢的主要反应如下:

主反应Ⅰ:

副反应Ⅱ:     

①下列措施一定能提高反应速率和甲醇产率的是(填标号)。

A.升高温度       B.通入He       C.不改变投料比,增大反应物浓度

②在压强分别为时,将的混合气体置于恒容密闭容器中反应,不同温度下平衡时体系中转化率和、CO选择性如图所示。

已知:(或CO)的选择性。代表的选择性曲线是(填“a”、“b”、“c”或“d”),(填“>”、“<”或“=”)。温度高于250℃,曲线b上升的原因是

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