研发利用技术，降低空气中含量是目前科学家研究的热点之一。与在催化作用下生成可再生资源甲醇，相关反应如下：反应Ⅰ：反应Ⅱ：

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1. 研发 $\text{[math]}$ 利用技术，降低空气中 $\text{[math]}$ 含量是目前科学家研究的热点之一。 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化作用下生成可再生资源甲醇，相关反应如下：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 反应Ⅱ在低温或常温下不能自发进行，则 $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)0。

(2) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成甲醇时温度对单位时间内 $\text{[math]}$ 转化率及甲醇和CO产率的影响如图1所示。则由图1判断合成 $\text{[math]}$ 最适宜的温度是；温度升高 $\text{[math]}$ 产率先升高后降低，降低的可能原因是。

(3) 在恒温恒容的密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，容器内起始的压强为pkPa，达到平衡时，测定容器内生成了 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 生成CO的选择性为 $\text{[math]}$ (反应物的选择性 $\text{[math]}$ )。

①下列相关说法正确的是(填字母)。

A．从反应体系中分离出甲醇，有利于提高反应物的转化率

B．向容器按原比例再充入反应物，达到新平衡时各组分的体积分数不变

C．当 $\text{[math]}$ ，说明反应达到了平衡状态

D．工业合成甲醇时，选择合适催化剂可提高甲醇的产率

②该温度下，反应Ⅱ用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

(4) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在某NiO支撑的 $\text{[math]}$ 表面的反应历程如图2所示(TS表示过渡态)。

决定总反应速率的步骤的活化能 $\text{[math]}$ eV。

(5) 超分子笼PPC-2封装钌(Ru)纳米颗粒形成一种高效催化剂。PPC-2是由A、B、C三个组件拼装而成的正八面体超分子笼，结构示意如图。

注：C组件中浅色原子由其他邻近组件提供。

①组件C中Co原子位于相邻O原子构成的空隙中(填“四面体”或“八面体”)。

②每个组件C带一个单位负电荷，综合各组件所带电荷，计算PPC-2中 $\text{[math]}$ 。

③钌纳米颗粒进入PPC-2超分子笼后，钌晶体从六方堆积转化为面心立方堆积(晶胞参数为apm)。超分子笼内钌晶体密度为 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示)。

【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

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。