反应①中碳原子的杂化方式变化情况为                。

$\\text{sp}\\xrightarrow{{}}\\text{s}{{\\text{p}}^{\\text{3}}}$

$\rm CO_{2}$中$\rm C$原子形成$\rm 2$个$\rm \sigma$键，无孤电子对，所以价电子对数为$\rm 2$，$\rm C$原子杂化方式为$\rm sp$，甲醇中$\rm C$原子形成$\rm 4$个$\rm \sigma$键，无孤电子对，所以价电子对数为$\rm 4$，$\rm C$原子杂化方式为$\rm sp^{3}$，反应①中碳原子的杂化方式变化情况为$\text{sp}\xrightarrow{{}}\text{s}{{\text{p}}^{\text{3}}}$；

某温度下，在恒容反应器中，能说明反应①达到平衡状态的是$(\quad\ \ \ \ )\rm ($填序号$\rm )$。

$v\\left(\\mathrm{H}_2\\right)=3 v\\left(\\mathrm{CH}_3 \\mathrm{OH}\\right)$

混合气体的平均摩尔质量不变

混合气体的密度不变

$\\text{C}{{\\text{H}}_{3}}\\text{OH}\\left( \\text{g} \\right)$和${{\\text{H}}_{2}}\\text{O}\\left( \\text{g} \\right)$的分压相等

$\rm A$．$v\left(\mathrm{H}_2\right)=3 v\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}\right)$，不能判断正逆反应速率比等于系数比，反应不一定平衡，故不选$\rm A$；

$\rm B$．反应前后气体总质量不变、气体总物质的量是变量，混合气体的平均摩尔质量是变量，若混合气体的平均摩尔质量不变，反应一定达到平衡状态，故选：$\rm B$；

$\rm C$．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，混合气体的密度是恒量，混合气体的密度不变，反应不一定平衡，故不选$\rm C$；

$\rm D$．$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}\left( \text{g} \right)$和${{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)$都是生成物，物质的量比始终为$\rm 1:1$，所以$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}\left( \text{g} \right)$和${{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)$的分压始终相等，故反应不一定平衡，故不选$\rm D$；

选$\rm B$。

某温度下，$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$与${{\text{H}}_{2}}$的混合气体以不同流速通过恒容反应器，气体流速与$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$转化率、$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$选择性的关系如图，$\rm ($已知：$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$选择性$=\dfrac{生成\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}所消耗\text{C}{{\text{O}}_{2}}的物质的量}{发生转化的\text{C}{{\text{O}}_{2}}的物质的量}\times 100\% )\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$选择性随气体流速增大而升高的原因可能有：

①                。

②气体流速增大可减少产物中${{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)$的积累，减少催化剂的失活，从而提高$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$选择性，请用化学方程式表示催化剂失活的原因：                。

增大$\\text{C}{{\\text{O}}_{2}}$与${{\\text{H}}_{2}}$混合气体流速可增大压强。①正向移动，生成$\\text{C}{{\\text{H}}_{3}}\\text{OH}$消耗$\\text{C}{{\\text{O}}_{2}}$物质的量增大，导致$\\text{C}{{\\text{H}}_{3}}\\text{OH}$选择性升高；$\\text{I}{{\\text{n}}_{\\text{2}}}{{\\text{O}}_{ {3-x}}}{+x}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O=I}{{\\text{n}}_{\\text{2}}}{{\\text{O}}_{\\text{3}}} {+x}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}$

①增大$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$与${{\text{H}}_{2}}$混合气体流速可增大压强。①正向移动，生成$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$消耗$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$物质的量增大，导致$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$选择性升高。

②根据题意，水能氧化$\text{I}{{\text{n}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{ {3-x}}}$而使催化剂失活， 发生反应$\text{I}{{\text{n}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{ {3-x}}} {+x}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O=I}{{\text{n}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}} {+x}{{\text{H}}_{\text{2}}}$，所以气体流速增大可减少产物中${{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)$的积累，减少催化剂的失活，从而提高$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}$选择性。

碳酸氢盐分解可获得$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$，在$ T\;^\circ\rm C$时，将足量的某碳酸氢盐$\left( \text{MHC}{{\text{O}}_{3}} \right)$固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：$2\text{MHC}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{s} \right)\rightleftharpoons {{\text{M}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{s} \right)+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)+\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$。上述反应达平衡时体系的总压为${{ {p}}_{\text{0}}}\text{ kPa}$。保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$，再加入足量$\text{MHC}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{s} \right)$，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于${{ {p}}_{\text{1}}}\text{ kPa}$，则开始时通入$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$的初始压强应大于                。

$\\dfrac{p_0^2}{4 p_1}-p_1$

$2\text{MHC}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{s} \right)\rightleftharpoons {{\text{M}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{s} \right)+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{g} \right)+\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$反应达平衡时体系的总压为${{ {p}}_{\text{0}}}\text{ kPa}$。则平衡常数为$\dfrac{{{ {P}}_{\text{0}}}^{2}}{4}$；保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$，设$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$的初始压强为$P$，再加入足量$\text{MHC}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{s} \right)$，欲使平衡时体系中水蒸气的分压等于${{ {p}}_{\text{1}}}\text{ kPa}$，则${{ {P}}_{\text{1}}}\times \left( {P+}{{ {P}}_{\text{1}}} \right)=\dfrac{{{ {P}}_{\text{0}}}^{\text{2}}}{\text{4}}$，$ P=\dfrac{p_0^2}{4 p_1}-p_1$；欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于${{ {p}}_{\text{1}}}\text{ kPa}$，则开始时通入$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)$的初始压强应大于$\dfrac{p_0^2}{4 p_1}-p_1$。

$\rm II$．一种以甲醇和二氧化碳为原料，利用活性催化电极，电化学法制备甲酸$\rm ($甲酸盐$\rm )$，其工作原理如图所示。

①$\rm b$极为直流电源的                极，写出电解过程中阴极表面发生的电极反应式：                。

②若有$\rm 1\;\rm mol{{\text{ H}}^{+}}$通过质子交换膜时，该装置内生成$\rm \text{HCO}{{\text{O}}^{-}}$和$\rm HCOOH$共计                $\rm \;\rm mol$。

正；$\\rm \\text{C}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\text{+2}{{\\text{e}}^{-}}\\text{+HCO}_{\\text{3}}^{-}\\text{=HCO}{{\\text{O}}^{-}}\\text{+CO}_{\\text{3}}^{\\text{2-}}$；$\\rm 0.75$

右侧电极甲醇中碳元素化合价升高发生氧化反应生成甲酸，右侧为阳极，所以$\rm b$极为直流电源的正极，电解过程中阴极表面二氧化碳得电子生成$\rm HCOO^{-}$，发生的电极反应式$\rm \text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{e}}^{-}}\text{+HCO}_{\text{3}}^{-}\text{=HCO}{{\text{O}}^{-}}\text{+CO}_{\text{3}}^{\text{2-}}$。

②若有$\rm 1\;\rm mol{{\text{ H}}^{+}}$通过质子交换膜时，转移$\rm 1\;\rm mol$电子，根据$\rm \text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{+2}{{\text{e}}^{-}}\text{+HCO}_{\text{3}}^{-}\text{=HCO}{{\text{O}}^{-}}\text{+CO}_{\text{3}}^{\text{2-}}$，左侧生成$\rm 0.5\;\rm mol\text{ HCO}{{\text{O}}^{-}}$，根据阳极反应式$\rm \text{C}{{\text{H}}_{\text{3}}}\text{OH}-4{{\text{e}}^{-}}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}=\text{HCOOH}+4{{\text{H}}^{+}}$，右侧生成$\rm 0.25\;\rm mol\;\rm HCOOH$，所以该装置内生成$\rm \text{HCO}{{\text{O}}^{-}}$和$\rm HCOOH$共计$\rm 0.75\;\rm mol$。