将转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一，甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料，因此加氢制甲醇被广泛关注。与在催化剂作用下主要发生以下反应：ⅰ． ⅱ． ⅲ．

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1. 将 $\text{[math]}$ 转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一，甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料，因此 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇被广泛关注。 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下主要发生以下反应：

ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

ⅲ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应ⅲ在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。在恒容绝热条件下，起始投料按 $\text{[math]}$ 充入容器中，若只发生反应ⅲ，则下列可作为该条件下反应ⅲ达到平衡的判断依据的是(填标号)。

a． $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值不变 b． $\text{[math]}$ 不变

c．容器内气体密度不变 d．容器内气体的平均分子量不变

(2) 将1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ 充入体积为2L的密闭容器中，只发生反应ⅰ和ⅱ．在190～250℃、8MPa下，以CuO-ZnO、CuO-Zn@ $\text{[math]}$ 作催化剂，研究反应相同时间在不同催化剂的作用下， $\text{[math]}$ 转化率、 $\text{[math]}$ 选择性、 $\text{[math]}$ 收率与温度的关系如图a、图b；280～360℃下，在某催化剂作用下探究 $\text{[math]}$ 的平衡转化率及 $\text{[math]}$ 的选择性随温度变化的关系如图c．已知：选择性=(生成目标产物所消耗的反应物的物质的量÷参与反应的反应物的物质的量)×100%。

①分析图a和图b，在该压强下反应的最适宜催化剂为。

②分析图c，随着反应温度的升高， $\text{[math]}$ 平衡转化率增大，但甲醇选择性降低的原因是。

③312℃时，若起始压强为 $\text{[math]}$ kPa，反应ⅱ的 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

(3) 工业上还可用电催化 $\text{[math]}$ 制甲醇实现资源综合利用，图示装置(设电解质溶液均呈酸性)工作时，若阴极只生成甲醇，阴极反应方程式，则每转移6mol电子时，阳极室溶液质量减少。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡状态的判断; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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综合题困难

1. 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 发明的直接氧化法为： $\text{[math]}$ ，按下列催化过程进行：

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

则 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 在保持温度和体积不变的条件下，发生 $\text{[math]}$ ，进料浓度 $\text{[math]}$ ，下列能够说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母标号)。 A. 混合气体平均相对分子质量保持不变 B. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量之比保持不变 C. 压强保持不变 D. 混合气体密度保持不变

(3) 恒容密闭容器中发生 $\text{[math]}$ ，进料浓度比 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 平衡转化率随温度变化的关系如下图：

该反应平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”或“小于”)。若进料浓度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均为 $\text{[math]}$ 时该反应的化学平衡常数 $\text{[math]}$ (写出计算式即可)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 $\text{[math]}$ 过低、过高的不利影响分别是。