实现碳中和已经成为全球广泛共识，化学学科在此过程中发挥着至关重要的作用。回答下列问题：

1. 实现碳中和已经成为全球广泛共识，化学学科在此过程中发挥着至关重要的作用。

回答下列问题：

(1) CO₂加氢可制备甲酸(HCOOH)。温度为T₁℃时，将物质的量均为1mol的CO₂和H₂充入到体积为1L的恒容密闭容器中发生反应 $\text{[math]}$ ，则达到化学平衡状态时CO₂的转化率为；已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为速率常数﹐T₂℃下达到化学平衡状态时 $\text{[math]}$ ，则T₁T₂(填“>”、“<”或“=”)。

(2) 二甲醚(DME)是一种重要的化工原料，可以通过CO₂制备得到，制备原理如下：

ⅰ． $\text{[math]}$ ，

过程中伴随副反应：ⅱ． $\text{[math]}$ 。

恒压条件下，在密闭容器中制备二甲醚，按照 $\text{[math]}$ 投料，CO₂的平衡转化率和CO、CH₃OCH₃的选择性随温度变化的曲线如图所示。

已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

①下列说法正确的是(填选项字母)。

A．当反应达到化学平衡状态时， $\text{[math]}$

B．曲线a表示二甲醚的选择性

C．温度越低越有利于工业生产二甲醚

D．工业上引入催化剂是为了降低反应ⅰ的ΔH₁ ，从而加快化学反应速率

②在200~350℃的范围内，CO₂的平衡转化率出现如图所示变化的原因为。

③若体系中只发生反应ⅰ，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是(填选项字母，下同)。

A． $\text{[math]}$

B．容器内气体的浓度关系为 $\text{[math]}$

C．混合气体的总物质的量不再改变

D．某条件下化学平衡常数K=8，在该条件下测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

④对于反应ⅰ，下列措施能增大其反应速率，同时提高CO₂转化率的是。

A．升高温度 B．温度、体积不变，通入氦气

C．增大H₂的浓度 D．加入合适的催化剂

(3) 判断反应的自发条件是很重要的。已知：298K、101kPa时，反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，若该反应中ΔH和ΔS不随温度变化而变化，则保持该反应自发进行的温度应低于K(结果保留整数)。

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;

【答案】

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综合题困难

1. 下表是不同条件下合成氨反应达平衡时反应混合物中氨的体积分数(%)。

	0.1MPa	10MPa	20MPa	30MPa	60MPa
500℃	0.10	10.6	19.1	26.4	42.2
600℃	0.05	4.50	9.10	13.8	23.1

(1) 目前，我国合成氨工业生产中采用的压强一般不高于30MPa，主要原因是。

(2) 250℃时，在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH₂、2molCO₂和催化剂，发生反应CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)，10min时反应达到平衡，测得c(CH₃OH)=0.75mol/L。

①下列描述中能说明上述反应已达平衡的是(填编号)。

A.3ν_正(H₂)=ν_逆(CH₃OH)

B．容器中气体压强不随时间而变化

C．c(H₂)：c(CO₂)的值不变

D．容器中气体平均相对分子质量不随时间而变化

②250℃时，该反应的化学平衡常数K=。

③若其他条件不变，将上述反应改在初始体积为2.0L的恒压容器中进行，则平衡时相较于恒容容器，CO₂的转化率(填“更高”，“更低”或“不变”，下同)，平衡常数K。

(3) 合成总反应在起始物 $\text{[math]}$ 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为 $\text{[math]}$ ，在恒温 $\text{[math]}$ ℃下的 $\text{[math]}$ 、在恒压 $\text{[math]}$ 下的 $\text{[math]}$ 如图所示。

①图中对应等压过程的曲线是，判断的理由是；

②当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的平衡转化率 $\text{[math]}$ (保留三位有效数字)。

综合题普通

2. 甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与 $\text{[math]}$ 的混合气体)转化成甲醇，反应为 $\text{[math]}$ 。回答下列问题

(1) 下列叙述能说明上述反应达到了化学平衡状态的是(填标号)。

a． $\text{[math]}$

b．CH₃OH的体积分数不再改变

c．混合气体的平均摩尔质量不再改变

d．同一时间内，消耗 $\text{[math]}$ ，同时生成 $\text{[math]}$

(2) CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

① $\text{[math]}$ 的大小关系是： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)。

② $\text{[math]}$ 三点的平衡常数 $\text{[math]}$ 的大小关系是。

(3) 在 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 压强时，往一容积为2L的密闭容器内，充入0.3molCO与0.4molH₂发生反应。

①该温度下的平衡常数为；平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数是；平衡后再加入 $\text{[math]}$ 后重新到达平衡， $\text{[math]}$ 的平衡转化率。(填“增大”“减小”或“不变”)。

②若以不同比例投料，测得某时刻各物质的物质的量为： $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)。