《2026年薪火金卷高考仿真模拟卷化学》

17. (14 分)为了减缓温室效应,实现碳中和目标,可将${CO2}$转化为甲醚、甲醇等产品。请回答问题:
${CO2}$与${H2}$制甲醚(${CH3OCH3}$)的主要反应如下:
Ⅰ.$CO_{2}(g)+H_{2}(g)\rightleftharpoons CO(g)+H_{2}O(g)$ $\Delta H_{1}=+41.2\ kJ· mol^{-1}$
Ⅱ. $CO(g)+2H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{3}OH(g)$ $\Delta H_{2}=-90.7\ kJ· mol^{-1}$
Ⅲ. $2CH_{3}OH(g)\rightleftharpoons CH_{3}OCH_{3}(g)+H_{2}O(g)$ $\Delta H_{3}=-23.5\ kJ· mol^{-1}$
(1)总反应${2CO2(g) + 6H2(g) {＜=＞[][]} CH3OCH3(g) + 3H2O(g)}$的$\Delta H=$-122.5$kJ·mol^{-1}$。
(2)若在体积恒定的密闭容器内发生上述反应,下列措施可提高总反应速率的是ad(填字母)。
a. 加入催化剂
b. 降低温度
c. 充入惰性气体
d. 同比例的增大${CO2}$和${H2}$的投料
(3)密闭容器中充入$1\ mol\ {CO2}$、$3\ mol\ {H2}$,在$0.1\ MPa$条件下测得平衡时${CO2}$转化率和${CH3OCH3}$选择性随温度的变化如图所示。

已知:${CH3OCH3}$选择性$=\frac{2n({CH3OCH3})_{生成}}{n({CO2})_{消耗}}× 100\%$。
①表示${CH3OCH3}$选择性的是曲线M填(“$M$”或“$N$”);
②温度高于$300\ {^{\circ}C}$时,曲线$N$随温度升高而升高的原因是温度高于300°C时，升高温度对反应Ⅰ的促进程度大于对反应Ⅱ、反应Ⅲ的抑制程度;
③为同时提高平衡时${CO2}$转化率和${CH3OCH3}$选择性,应选择的反应条件为d(填字母)。
a. 低温、低压
b. 高温、高压
c. 高温、低压
d. 低温、高压
④$Q$点温度下${CO}$的物质的量为$0.08\ mol$,则该温度下反应Ⅱ的$K_p=$1.5。
(4)研究发现${GaZrO_x}$双金属氧化物对${CO2}$加氢制甲醇有良好的催化作用,反应机理如图所示,下列有关叙述正确的是bd(填字母)。

a. 反应①有极性键的断裂和形成
b. 氧空位的作用是用于捕获${CO2}$
c. 整个过程中,${Ga}$元素的化合价未发生变化
d. 机理图上中间体有三种

答案：
(1)$-122.5$
(2)ad
(3)①M ②温度高于$300\ ^{\circ}C$时，升高温度对反应Ⅰ的促进程度大于对反应Ⅱ、反应Ⅲ的抑制程度
③d ④$1.5$
(4)bd