“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”，其中研发CO2的转化技术是行之有效的手段。

1. “实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”，其中研发CO₂的转化技术是行之有效的手段。

(1) CO₂加氢可制备甲醇(CH₃OH)。在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1mol CO₂和3molH₂一定条件下发生反应： $\text{[math]}$ 测得 CO₂和CH₃OH的物质的量随时间的变化情况如表所示。

时间	0 min	4m in	8 min	12 min	16 min
n(CH₃OH)/ mol	0	0.40	0.65	0.75	0.75
n(CO₂)/ mol	1	0.60	0.35	a	0.25

①a=；0~4min内，v(CO₂)=。

②第4 min 时v正(CH₃OH)(填“>”“<”或“=”)第12 min时 $\text{[math]}$

(2) 可以通过CO₂制备得到二甲醚(DME)。方法如下：Ⅰ： $\text{[math]}$ ^-1。伴随副反应： $\text{[math]}$ ^-1。在恒容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如图所示。

CO 的选择性= $\text{[math]}$ ×100%

CH₃OCH₃的选择性= $\text{[math]}$ ×100%

①当温度超过290℃，CO₂的平衡转化率随温度升高而增大的原因是。该实验条件下，200℃时CH₃OCH₃的平衡产率为。

②一定温度下，对于反应Ⅱ， $\text{[math]}$ 其中k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，受温度影响，p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。温度为T₁℃时，将物质的量均为1mol的CO₂和H₂充入体积为1 L的恒容密闭容器中只发生反应II，当CO₂的转化率为50%时 $\text{[math]}$ 则平衡时用气体分压表示的平衡常数Kp=；T₂℃达到平衡时， $\text{[math]}$ 则 T₁T₂(填“ >”“<”或“=”)。

【考点】

化学平衡常数; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题普通

1. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均为重要的工业原料。

(1) 已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略 $\text{[math]}$ 随温度的变化。若 $\text{[math]}$ ，则该反应可以自发进行。根据下图判断： $\text{[math]}$ 时，下列反应不能自发进行的是_______(填序号)。

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

(2) $\text{[math]}$ 与C、 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：(已知：恒温恒容时，各气体物质的量之比等于其分压之比)。

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
分压/ $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

①随着温度升高，尾气中 $\text{[math]}$ 的含量升高，原因是。

②该温度下， $\text{[math]}$ 与C、 $\text{[math]}$ 反应的总化学方程式为。

(3) 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

$\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和氯气的热化学方程式为，升高温度则该反应的平衡移动方向为(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。

(4) $\text{[math]}$ 时，向 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生反应： $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 时达到平衡，测得 $\text{[math]}$ 的物质的量为 $\text{[math]}$ 。

① $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 表示的平均速率为， $\text{[math]}$ 时该反应的平衡常数为。

②下列措施，既加快逆反应速率又增大 $\text{[math]}$ 的平衡转化率的是(填字母)。

A．增大压强 B．加催化剂 C．移出部分 $\text{[math]}$ D．升高温度 E．增大 $\text{[math]}$ 浓度

③若开始时改为充入 $\text{[math]}$ 和一定量 $\text{[math]}$ 的混合气体，发生反应，两种气体的平衡转化率 $\text{[math]}$ 与起始的物质的量之比 $\text{[math]}$ 的关系如图所示：

表示 $\text{[math]}$ 的平衡转化率的曲线为(填 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ )； $\text{[math]}$ (用分数表示)。

综合题普通

2. 近年我国大力加强温室气体CO₂催化氢化合成甲醇技术的工业化研究，实现可持续发展。

(1) 已知：CO₂(g)+H₂(g)=H₂O(g)+CO(g) ∆H₁=+41.1kJ/mol

CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ∆H₂=-90.0kJ/mol

则CO₂催化氢化合成甲醇的热化学方程式为。

(2) 工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，判断反应达到平衡状态的依据是___________(填字母序号)。 A. 生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等 B. CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化 C. 混合气体的平均相对分子质量不变 D. 混合气体的密度不变

(3) 在一定条件下， A(g)+3B(g) $\text{[math]}$ C(g)+D(g)∆H=-49.0kJ/mol，体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。

①X表示的物理量是。

②判断L₁与L₂的大小关系：L₁ L₂ (填“<”，“=”或“>”)。

(4) 向容积为 $\text{[math]}$ 的密闭容器中加入活性炭(足量)和 $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量变化如下表所示。

条件	保持温度为T/℃
时间	0	5min	10min	15min	20min	25min	30min
$\text{[math]}$ 物质的量 $\text{[math]}$	2.0	1.4	1.0	0.70	0.50	0.40	0.40
$\text{[math]}$ 物质的量 $\text{[math]}$	0	0.3	0.50	0.65	0.75	0.80	0.80