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　②　③

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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 $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

(1) 根据上述反应求：④ $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(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 $\text{[math]}$ 投料，平衡时，CO和 $\text{[math]}$ 在含碳产物中物质的量分数及 $\text{[math]}$ 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， $\text{[math]}$ 的平衡转化率始终低于 $\text{[math]}$

B．温度越高，越有利于工业生产 $\text{[math]}$

C．一定时间内反应，加入选择性高的催化剂，可提高 $\text{[math]}$ 的产率

D.150~400℃范围内，随着温度的升高， $\text{[math]}$ 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、 $\text{[math]}$ 和催化剂仅发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，其速率方程为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为正、逆反应速率， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时， $\text{[math]}$ 增大，调整CO和 $\text{[math]}$ 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， $\text{[math]}$ 。

【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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综合题困难

1. 热力学标准状况(298.15K、101kPa)下，由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(∆H)。图甲为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。

(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热∆H的关系：。

②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为。(已知该条件下除硒是固体，其余都是气体。)

(2)在25℃、101kPa下，已知SiH₄气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190kJ，该反应的热化学方程式是。

(3)根据图乙写出反应 $\text{[math]}$ 的热化学方程式：。

(4)由金红石( $\text{[math]}$ )制取单质Ti的步骤为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ Ti

已知：I. $\text{[math]}$

II. $\text{[math]}$

III. $\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ 的∆H=。

②反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 在Ar气氛中进行的理由是。

综合题普通

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 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和催化剂，发生反应： $\text{[math]}$ 。

（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 $\text{[math]}$ 0(填“>”、“<”或“=”)，在(填“高温”或“低温”)下可自发进行，生成(填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)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 $\text{[math]}$ 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： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”，下同)；催化效率：Cat2Catl；

（4）已知 $\text{[math]}$ 催化加氢的主要反应如下：

主反应Ⅰ： $\text{[math]}$

副反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，将 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 转化率和 $\text{[math]}$ 、CO选择性如图所示。

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