乙醇广泛应用于食品化工领域，可利用和合成，在催化剂作用下涉及以下反应：反应ⅰ：反应ⅱ：反应ⅲ：

1. 乙醇广泛应用于食品化工领域，可利用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成 $\text{[math]}$ ，在催化剂作用下涉及以下反应：

反应ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应ⅲ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，反应ⅰ在(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。

(2) 在一定条件下，向密闭容器中充入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生上述反应，下列说法正确的是___________(填标号)。 A. 当气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡 B. 增大 $\text{[math]}$ 的浓度有利于提高 $\text{[math]}$ 的转化率 C. 体系达到平衡后，若压缩体积，则反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡不移动 D. 选用合适的催化剂可以提高 $\text{[math]}$ 在平衡时的产量

(3) 用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数 $\text{[math]}$ ，反应ⅰ和反应ⅱ对应的 $\text{[math]}$ 随温度的倒数( $\text{[math]}$ )的变化关系如图所示。(已知：分压=总压×该气体的物质的量分数，压强的单位为kPa)反应ⅱ的变化关系对应图中(填“a”或“b”)，判断的理由是。

(4) 一定温度下，向2L某恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，仅发生上述反应ⅰ和反应ⅱ，测得起始压强为 $\text{[math]}$ ， 20s后达到平衡，此时测得CO的物质的量为0.2mol， $\text{[math]}$ 的物质的量为1.1mol。

①在0~20s内，用 $\text{[math]}$ 表示的平均反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②该对应温度下体系达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为%；反应ⅰ的分压平衡常数 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示) $\text{[math]}$ 。

(5) 一定条件下，将等物质的量的CO与 $\text{[math]}$ 混合气体分别通入体积均为1L的恒温恒容密闭容器甲和绝热恒容密闭容器乙中，仅发生反应ⅲ，反应一段时间后两容器内达到平衡状态，则两容器内混合气体的密度 $\text{[math]}$ (填“大于”“小于”或“等于”，下同) $\text{[math]}$ ；CO的转化率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数; 化学平衡的计算;

【答案】

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综合题困难

在催化剂作用下可将温室气体 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。

（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 $\text{[math]}$ 浓度，反应①、②的正反应速率都增加

B. 移去部分 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 催化剂上 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示( $\text{[math]}$ )。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 $\text{[math]}$

D. 反应历程中只有 $\text{[math]}$ 键断裂，没有 $\text{[math]}$ 键断裂

II．在 $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下仅发生上述反应①和②，平衡时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 选择性S[ $\text{[math]}$ ]及 $\text{[math]}$ 的转化率a随温度的变化如图所示。