水煤气变换是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

1. 水煤气变换 $\text{[math]}$ 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 由曾做过下列实验：①使纯 $\text{[math]}$ 缓慢地通过处于 $\text{[math]}$ 下的过量氧化钴 $\text{[math]}$ ，氧化钴部分被还原为金属钴 $\text{[math]}$ ，平衡后气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用 $\text{[math]}$ 还原 $\text{[math]}$ ，平衡后气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 的倾向是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”或“小于”)。

(2) $\text{[math]}$ 时，在密闭容器中将等物质的量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 $\text{[math]}$ 比的物质的量分数为_______(填标号)。

A． $\text{[math]}$ B.0.25 C． $\text{[math]}$ D.0.50 E． $\text{[math]}$

(3) $\text{[math]}$ 研究了 $\text{[math]}$ 时水煤气变换中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 相等、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 相等。

计算曲线a的反应在 $\text{[math]}$ 内的平均速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 的曲线是。 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 随时间变化关系的曲线是。

【考点】

化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学反应速率与化学平衡的综合应用; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

1. 化石燃料的燃烧与汽车尾气产生的碳氧化物和氨氧化物都是常见的大气污染物，废气处理对于环境保护至关重要。

(1) I．为了净化汽车尾气，目前工业上采用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂的作用

下反应转化为无害气体，反应为： $\text{[math]}$

已知： $\text{[math]}$

$\text{[math]}$

计算反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ；若该反应的熵变为 $\text{[math]}$ ，则该反应在室温( $\text{[math]}$ )时(填“能”或“不能”)自发进行。

(2) 若一定量的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 $\text{[math]}$ 时刻时达到平衡状态的是。(填序号)

(3) 已知 $\text{[math]}$ 的反应速率满足：

$\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为速率常数，只与温度有关)

在体积为 $\text{[math]}$ 的恒温恒容容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率为60%，则 $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。

(4) II．工业上还可以用 $\text{[math]}$ 处理大气污染物 $\text{[math]}$ ，反应为 $\text{[math]}$ 。

在 $\text{[math]}$ 作用下上述反应过程的能量变化情况如图所示。

该反应的决速步骤是反应(填“I”或“II”)。

(5) 在总压为 $\text{[math]}$ 的恒容密闭容器中，充入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生上述反应，在不同条件下达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ (恒温时)的变化曲线和 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ )的变化曲线分别如图所示：

①表示 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ 变化的曲线为曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

② $\text{[math]}$ 时，该反应的化学平衡常数 $\text{[math]}$ 。

综合题普通

2. 开发CO₂催化加氢直接合成二甲醚技术是有效利用CO₂资源，实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。

已知：合成二甲醚的反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ/mol CO₂催化加氢直接合成二甲醚时还会发生： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ·mol $\text{[math]}$ 其他条件相同时，反应温度对CO₂平衡总转化率及反应2.5小时的CO₂实际总转化率影响如图1所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。