1. 乙醇可以通过部分氧化制氢气,涉及的相关反应方程式如下:

a)   

b)   

c)   

d)   

(1) 若发生反应 , 可提高乙醇中氢原子的利用率,反应的(用代数式表示)。
(2) 用平衡分压代替平衡浓度时,平衡常数可表示为 , 各反应的随温度的变化如图1所示。

①以上反应中,属于吸热反应的有(填字母)。

②平衡常数大于时可认为反应完全,则时,反应完全进行的有(填字母)。

(3) 恒压条件下往反应容器中通入和少量 , 平衡时体系中各物质()的物质的量分数随温度的变化如图2所示。

①图中表示的曲线为。(填“”或“”)。

②下列说法正确的是(填编号)。

A.当气体密度不再发生变化时,反应达到平衡状态

B.温度升高,反应的增大,减小

C.达到平衡时分离出部分 , 反应c的平衡常数增大

D.加入稀有气体,重新达到平衡时的物质的量增加

下达到平衡时均反应完全,的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12,则平衡时的物质的量为 , 反应c的平衡常数K=

【考点】
盖斯定律及其应用; 化学平衡常数; 化学平衡移动原理; 化学平衡状态的判断; 化学平衡转化过程中的变化曲线;
【答案】

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1.

在催化剂作用下可将温室气体加氢制甲醇,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)反应________
(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. 增大浓度,反应①、②的正反应速率都增加
B. 移去部分 , 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催化剂上加氢制甲醇的机理;其主反应历程如图所示()。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
D. 反应历程中只有键断裂,没有键断裂

II.在下,将在催化剂作用下仅发生上述反应①和②,平衡时选择性S[]及的转化率a随温度的变化如图所示。

(4)表示平衡时的转化率的曲线是________(填“x”“y”或“z”),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 , 则的平衡转化率=________,反应②的________(为用分压表示的平衡常数,气体的分压=总压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:________。(填“>”“=”或“<”)
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2. 研发利用技术,降低空气中含量是目前科学家研究的热点之一。在催化作用下生成可再生资源甲醇,相关反应如下:

反应Ⅰ:   

反应Ⅱ:   

(1) 反应Ⅱ在低温或常温下不能自发进行,则(填“>”“<”或“=”)0。
(2) 合成甲醇时温度对单位时间内转化率及甲醇和CO产率的影响如图1所示。则由图1判断合成最适宜的温度是;温度升高产率先升高后降低,降低的可能原因是

(3) 在恒温恒容的密闭容器中,充入 , 容器内起始的压强为pkPa,达到平衡时,测定容器内生成了 , 且生成CO的选择性为(反应物的选择性)。

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 , 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

(4) 在某NiO支撑的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

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(用含的代数式表示)。

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