中国科学院科研人员在实验室里首次实现了以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，用一种类似“搭积木”的方式，构建了11步反应的人工合成淀粉，在未来，“空气”做馒头，“西北风”当饭“吃”可能不再是做梦。I.人工合成淀粉前两步涉及的反应如图1所示。（1）已知，则反应的(用、、表示)。II.11步反应，每一步反应条件的选择和调控都很重要，以第一步反应为例，向一定温度下的恒容密闭容器中充入、和催化剂，发生反应：。（2）反应历程如下(TS表示过渡态，加*表示吸附在催化剂表面)。该合成甲醇的反应0(填“>”、“<”或“=”)，在(填“高温”或“低温”)下可自发进行，生成(填“”、“”或“”)的步骤为该反应的决速步骤。（3）在恒容密闭容器中，使用两种不同催化剂进行实验，相同时间内的转化率与温度、催化剂(Cat1、Cat2为两种不同的催化剂)的关系如图3所示。a点时速率：(填“>”、“<”或“=”，下同)；催化效率：Cat2Cat1。III.催化加氢可以直接合成二甲醚。涉及以下主要反应：① ② 恒压条件下，、起始量相等时，的平衡转化率和的选择性随温度变化如下图所示。已知：（4）时，通入、各，平衡时的选择性、的平衡转化率均为，则此温度下反应①的平衡常数(保留2位有效数字)。（5）温度高于，的平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是。

中国科学院科研人员在实验室里首次实现了以二氧化碳为原料，不依赖植物光合作用，用一种类似“搭积木”的方式，构建了11步反应的人工合成淀粉，在未来，“空气”做馒头，“西北风”当饭“吃”可能不再是做梦。

I.人工合成淀粉前两步涉及的反应如图1所示。

（1）已知 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)。

II.11步反应，每一步反应条件的选择和调控都很重要，以第一步反应为例，向一定温度下的恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和催化剂，发生反应： $\text{[math]}$ 。

（2）反应历程如下(TS表示过渡态，加*表示吸附在催化剂表面)。该合成甲醇的反应 $\text{[math]}$ 0(填“>”、“<”或“=”)，在(填“高温”或“低温”)下可自发进行，生成(填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)的步骤为该反应的决速步骤。

（3）在恒容密闭容器中，使用两种不同催化剂进行实验，相同时间内 $\text{[math]}$ 的转化率与温度、催化剂(Cat1、Cat2为两种不同的催化剂)的关系如图3所示。

a点时速率： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”、“<”或“=”，下同)；催化效率：Cat2Cat1。

III. $\text{[math]}$ 催化加氢可以直接合成二甲醚。涉及以下主要反应：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

恒压条件下， $\text{[math]}$ 、起始量相等时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率和的选择性随温度变化如下图所示。

已知： $\text{[math]}$

（4） $\text{[math]}$ 时，通入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 各 $\text{[math]}$ ，平衡时 $\text{[math]}$ 的选择性、 $\text{[math]}$ 的平衡转化率均为 $\text{[math]}$ ，则此温度下反应①的平衡常数 $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。

（5）温度高于 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. 已知：C(石墨，s) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

写出C(石墨，s)与 $\text{[math]}$ (g)反应生成1mol $\text{[math]}$ (g)的热化学方程式(ΔH用含a、b、c表示)。

填空题容易

2. 近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。

反应II： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应III： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应I的热化学方程式为。

填空题容易

3. 奥运会火炬常用的燃料为丙烷和甲醇。丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

相同条件下，反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。

解答题容易

	30% $\text{[math]}$	15% $\text{[math]}$	10% $\text{[math]}$	5% $\text{[math]}$
无催化剂、不加热	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应	几乎不反应
无催化剂、加热	360s	480s	540s	720s
$\text{[math]}$ 催化剂、加热	10s	25s	60s	120s

反应序号	反应a			反应d
起始投料	CO	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
起始物质的量分数/%	1	1	98	1	1	98

物质	燃烧热 $\text{[math]}$ /(kJ/mol)
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$