甲醇是重要的化工原料，发展前景广阔。研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应：Ⅰ． Ⅱ．

1.

2020年9月22日，中国政府在联合国大会上提出：“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”为了早日实现碳中和， $\text{[math]}$ 的综合利用也成为了我国科研的研究热点。

Ⅰ．目前工业上有一种方法是用 $\text{[math]}$ 加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯( $\text{[math]}$ )为例、该过程分两步进行：

第一步： $\text{[math]}$ ΔH>0

第二步： $\text{[math]}$ ΔH<0

（1）有利于提高乙烯平衡产率的条件是_______(填标号)。

（2）已知上述两步反应的平衡常数与T的关系如图一所示，则第二步反应的平衡常数为________(填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)

Ⅱ． $\text{[math]}$ 加氢合成甲醇也是化学固碳的一种有效途径，不仅可以有效减少空气中的 $\text{[math]}$ 排放，而且还能制备出甲醇清洁能源。反应如下：

主反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

向刚性容器中充入投料比为1：3的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，图二中横坐标为在催化剂 $\text{[math]}$ 条件下反应相同的时间， $\text{[math]}$ 转化率随温度升高而升高。纵坐标为在该时间内 $\text{[math]}$ 选择性和CO选择性( $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ 、CO的选择性 $\text{[math]}$ )随 $\text{[math]}$ 转化率的变化。

（3）图二中 $\text{[math]}$ 的转化率是否为对应温度下的平衡转化率________(填“是”或“否”或“不一定”)。

（4）若图二中 $\text{[math]}$ 的转化率为对应温度下的平衡转化率，则 $\text{[math]}$ 选择性降低的原因是________。

（5）若图二中M点时[初始投料 $\text{[math]}$ =1mol， $\text{[math]}$ =3mol，容器体积为1L]，整个体系已经达到平衡，此时 $\text{[math]}$ 的转化率为50%， $\text{[math]}$ 的选择性为15%，则氢气的转化率α( $\text{[math]}$ )=________(计算结果保留一位小数)。

（6）已知速率方程 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 是速率常数，只受温度影响，其对数 $\text{[math]}$ 与温度 $\text{[math]}$ 的关系如图三所示，直线________(填“A”或“B”)表示的是 $\text{[math]}$ 与温度 $\text{[math]}$ 的关系。

综合题普通

2.

运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义。合成氨的工业生产主要包括造气、净化与合成三个步骤。

（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气： $\text{[math]}$ 。

该反应在常温下________（填“能”或“不能”）自发进行。

（2）水煤气转化反应 $\text{[math]}$ 在一定温度下达到化学平衡。现将不同量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据：

实验编号	温度 $\text{[math]}$	起始量 $\text{[math]}$		平衡量 $\text{[math]}$		达到平衡所需时间 $\text{[math]}$
实验编号	温度 $\text{[math]}$	CO	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	CO	达到平衡所需时间 $\text{[math]}$
1	650	4	2	1.6	2.4	5
2	900	2	1	0.4	1.6	3

①平衡常数 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ （填“大于”，“小于”或“等于”）

②若将实验2中CO和 $\text{[math]}$ 的物质的量加倍，则平衡时 $\text{[math]}$ 物质的量浓度为________ $\text{[math]}$ 。

（3）工业上也用甲烷制取氢气。向体积为2L的恒容密闭容器中，按 $\text{[math]}$ 投料，发生反应 $\text{[math]}$ 。其他条件相同时，在不同催化剂（I、II、III）作用下，反应经过 $\text{[math]}$ 的转化率随反应温度的变化如图所示。下列说法正确的是______。

A. 由于该反应一定条件下可达极高的转化率，故制得的氢气可经简单干燥处理后直接用于生产

B. c点处于化学平衡状态

C. a点 $\text{[math]}$ 的体积分数约为 $\text{[math]}$

D. 改用适当催化剂可使该过程的转化率在 $\text{[math]}$ 时就大于 $\text{[math]}$

（4）合成氨需要选择合适的催化剂，分别选用A、B、C三种催化剂进行试验，所得结果如图所示（其他条件相同）；

则生产中适宜选择的催化剂是________（填“A”或“B”或“C”），简述理由：________。

$\text{[math]}$ 时，向体积为2L的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 合成氨，实验中测得 $\text{[math]}$ 随时间的变化如下表所示：

时间 $\text{[math]}$	5	10	15	20	25	30
$\text{[math]}$	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

（5） $\text{[math]}$ 的平衡转化率为________，平衡时 $\text{[math]}$ 的体积分数为________（保留三位有效数字）。

（6）下列措施能加快反应速率，缩短达到平衡所用时间的有______（不定项）。

（7）已知合成氨反应 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 时的平衡常数 $\text{[math]}$ 。在 $\text{[math]}$ 时，测得某时刻 $\text{[math]}$ ，此时刻该反应的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ （填“>”“=”或“<”）。