“碳”这一概念稳居C位，碳达峰、碳中和、碳交易、碳固定等概念被多次提及。当前，二氧化碳的捕集、利用与封存已成为我国能源领域的一个重要战略方向。

1. “碳”这一概念稳居C位，碳达峰、碳中和、碳交易、碳固定等概念被多次提及。当前，二氧化碳的捕集、利用与封存已成为我国能源领域的一个重要战略方向。

(1) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在一定条件下可制取甲醇，反应如下： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。在体积为1L的密闭容器中，充入1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ ，发生上述反应。若10分钟后，容器内压强为原来的0.625倍，则0到10分钟，氢气的平均反应速率为

(2) 将 $\text{[math]}$ 的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，发生上述反应。下列事实能说明反应已达到平衡状态的是___________(选填编号)。 A. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比保持不变 B. 混合气体的平均相对分子质量不变 C. 该反应的平衡常数保持不变 D. $\text{[math]}$ 体积分数保持不变

(3) 该反应的平衡常数K的表达式为，已知某温度下 $\text{[math]}$ 。该温度下，测得容器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，此时，该反应化学反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (选填“>”“<”或“=”)，说明原因。

(4) 向容积相同的恒容密闭容器中分别充人等量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间， $\text{[math]}$ 转化率随反应温度变化如图。

①使用(选填M、N)型催化剂反应的活化能更高。

②a点处， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (选填“>”“<”或“=”)。

③b点不同催化剂作用下， $\text{[math]}$ 的转化率相同且均有下降趋势的原因是。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡状态的判断; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题普通

1. 甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与 $\text{[math]}$ 的混合气体)转化成甲醇，反应为 $\text{[math]}$ 。

(1) CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p₁、p₂的大小关系是p₁p₂(填“>”“<”或“=”)。

②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系是。

③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是(填字母)。

A． $\text{[math]}$ 的体积分数不再改变

B． $\text{[math]}$

C．混合气体的密度不再改变

D．同一时间内，消耗0.04molH₂ ，生成0.02molCO

(2) 在T₂℃、p₂压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH₂发生反应。

①平衡时CO的体积分数是；平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡，则H₂的转化率(填“增大”“不变”或“减小”)，CO与 $\text{[math]}$ 的浓度比 $\text{[math]}$ (填“增大”“不变”或“减小”)。

②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量如下： $\text{[math]}$ ，此时v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

③若p₂压强恒定为p，则平衡常数 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，整理出含p的最简表达式)。

综合题普通

2. 在催化剂的作用下，利用合成气(主要成分为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )合成甲醇时涉及了如下反应：

I． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

II． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

III． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 反应I在(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下可自发进行。

(2) 若向恒容密闭容器中按初始进料比 $\text{[math]}$ 投入反应物，只发生反应I和II。在不同温度下达到平衡，体系中 $\text{[math]}$ 的选择性和 $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ 与温度的关系如图(1)所示。

(已知： $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ )

回答下列问题：

①某温度下，下列能说明反应II已达平衡状态的是(填序号)。

A．气体的平均摩尔质量不变　　　　　　　　　　

B．混合气体密度不再改变

C．体系中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的浓度比不变　　　　

D．容器内压强不再改变

②图中表示 $\text{[math]}$ 选择性变化的曲线是(填“a”或“b”)。

③当 $\text{[math]}$ ，平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数 $\text{[math]}$ (答案保留两位有效数字)，计算该温度下反应I的 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压 $\text{[math]}$ 各组分的物质的量分数，答案保留两位有效数字)。