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解答题-原理综合题 较难0.4 引用4 组卷999
由与制备甲醇是当今研究的热点之一，也是我国科学家2021年发布的由人工合成淀粉(节选途径见下图)中的重要反应之一。
   
已知：
反应②：   ；
反应③：   。
(1)反应①的热化学方程式为_______；若过程II中得到4mol电子，则理论上可生成_______mol HCHO。
(2)反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS为过渡态。

该反应历程中决速步骤的化学方程式为_______，催化剂使该步骤的活化能降低_______eV。
(3)某研究小组采用上述催化剂，向密闭容器中通入和，只发生反应①和反应②，在不同条件下达到平衡，在T=300℃下甲醇的体积分数随压强p的变化、在p=600kPa下随温度T的变化，如下图所示。

i．下列说法正确的是_______(填标号)。
A．曲线a为等压线，曲线b为等温线
B．增大与的浓度，反应①和反应②的正反应速率都增大
C．反应①的平衡常数：K(X)=K(Y)
D．反应②的正反应速率：v(X)<v(M)
ii．已知M点：容器中为，CO为，则此时的分压为_______kPa，反应①的压强平衡常数_______(压强平衡常数是以分压代替浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
iii．图中M点的高于N点的原因是_______。
2022·广东·一模
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知识点：盖斯定律与热化学方程式催化剂对化学反应速率的影响化学平衡常数的有关计算与物质百分含量变化有关图像的分析 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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氨的催化氧化反应是硝酸工业中的重要反应，某条件下与作用时可发生如下3个反应：
Ⅰ.  
Ⅱ.  
Ⅲ.  
已知：298K时，相关物质的焓的数据如图。

(1)根据相关物质的焓计算___________。
(2)将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、生成的选择性与温度的关系如图所示。

①由图可知，除去工业尾气中的适宜的温度为 210℃左右。
②随着温度的升高，的选择性下降的原因可能为___________。
(3)在一定温度下，氨气溶于水的过程及其平衡常数为：
  
  
其中p为的平衡压强，为在水溶液中的平衡浓度。设氨气在水中的溶解度，则用p、和表示S的代数式为___________。
(4)由与制备甲醇是当今研究的热点之一，也是我国科学家2021年发布的由人工合成淀粉(节选途径见图)中的重要反应之一。
已知：

反应①：的-49.5kJ/mol
反应②：  
反应③：  
Ⅰ.反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注，TS为过渡态。

        

该反应历程中，催化剂使决速步骤的活化能降低___________。
Ⅱ.某研究小组采用上述催化剂，向密闭容器中通入和，只发生反应①和反应②，在不同条件下达到平衡，在下甲醇的物质的量分数随压强的变化、在下随温度的变化，如下图所示。

i．由图可知，点对应的温度和压强分别为200℃、600。
ii．点的分压为___________，此时容器中为，为，反应①的压强平衡常数___________(压强平衡常数是以分压代替浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
iii．图中点的高于点的原因是___________。
为减少CO2排放、科学家着眼于能源转换和再利用等问题。
(1)CO2甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。
①已知部分共价键键能如表。
化学键C=OC-HH-HH-O
键能/kJ•mol-1745.0413.4436.0462.8
则反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)的∆H=_______kJ•mol-1。
②向刚性绝热密闭容器中充入等物质的量的CO2(g)和H2(g)发生上述反应，下列可说明反应已达平衡状态的是 _______(填编号)。
A.容器内温度不变     B.混合气体平均密度保持不变
C.CH4的体积分数保持不变   D.v正(CO2)=v逆(H2O)
(2)CO2与H2在某催化剂表面制甲醇的化学方程式是：CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0。
①320℃时，CO2与H2按体积比1：4投入到刚性密闭容器中，同时加入催化剂发生合成甲醇的反应，测得初始时压强为p，反应一段时间后达到平衡，测得CO2的平衡转化率为50%，则平衡时体系的压强为 _______。
②若将2molCO2和6molH2充入密闭容器中发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0。图甲表示压强为0.1 MPa和5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。

a、b两点正反应速率分别用va、vb表示，则va_______vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。
b点对应的平衡常数Kp=_______MPa-2(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数)。
(3)我国科学家用S-In催化剂电催化还原CO2制甲酸的机理如图乙所示，其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。

①图乙中，催化剂S2-活性位点在催化过程中的作用是 _______。
②图丙为催化还原CO2的反应历程图。其中，生成甲酸的决速步骤的电极反应式为 _______，从反应能垒角度分析该催化剂对生成甲酸具有高选择性的原因：_______。
我国在应对气候变化工作中取得显著成效，并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。因此将CO2转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：
反应①：CH4(g)⇌C(ads)＋2H2(g)　(慢反应)
反应②：C(ads)＋CO2(g)⇌2CO(g)　(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：

(1)①CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为___________。
②向1.0L恒容密闭容器中加入1molCH4和1molCO2利用上述反应制备CO和H2。已知正反应速率表示为v正=k正c(CH4)·c(CO2)逆反应速率表示为v逆=k逆c2(CO)·c2(H2)，其中k正、k逆为速率常数。图中能够代表k逆的曲线为___________(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。

③温度为T1时，该反应化学平衡常数K=___________，若某时刻CO2转化率为50％，此时v正___________v逆(用>、<、=表示)。
(2)甲醇(CH3OH)是重要的化工原料，以CO2和H2为原料制备甲醇的过程主要发生反应I和副反应II。
反应I：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)   △H1=-49.4
反应II：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)   △H2=＋41
①催化加氢的反应机理如下图所示。

下列说法正确的是___________
A．Cu-ZnO@SiO2催化剂中Cu＋抑制了CO*的解吸附，从而抑制CO的生成。
B．Cu-ZnO@SiO2催化剂主要通过甲酸盐路径加氢生成甲醇。
C．增大流速，原料气与催化剂碰撞机会增多，甲醇产率一定增加。
D．随着温度升高，有利于CO2在催化剂表面反应，平衡转化率增大。
②在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100％)随温度的变化如图：

T℃时，起始投入2molCO2，6molH2，达到平衡时反应I理论上消耗H2的物质的量为___________。该催化剂条件下合成甲醇时较适宜的温度为260℃，其原因是___________。
(3)①(CH3NH3)PbI3的晶胞结构如图所示：

原子分数坐标A为(0，0，0)，B为(，，)，则C的原子分数坐标为___________。
②已知NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为___________g·cm-3。

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