二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。
（1）CO₂可与H₂制甲醇：在催化剂作用下，发生以下反应：
Ⅰ.CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁=-49kJ/mol
Ⅱ.CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41kJ/mol
①则：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）ΔH=

-90kJ/mol

-90kJ/mol

。若将等物质的量的CO和H₂充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应，下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是

BCD

BCD

。
A．生成CH₃OH的速率与生成H₂的速率相等
B．CO的体积分数保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．CO和H₂的物质的量之比为定值
②将CO₂与H₂充入装有催化剂的密闭容器中，发生反应Ⅰ和Ⅱ；CO₂的转化率和CO、CH₃OH的产率随反应温度的变化如图所示，由图判断合成CH₃OH最适宜的温度是

245℃左右

245℃左右

。反应过程中CH₃OH产率随温度升高先增大后减小，降低的主要原因是

生成的甲醇的反应为放热反应、生成一氧化碳的反应为吸热反应，随着温度升高，生成甲醇速率加快，甲醇产率升高，超过一定温度生成一氧化碳的反应占主导地位导致甲醇产率下降

生成的甲醇的反应为放热反应、生成一氧化碳的反应为吸热反应，随着温度升高，生成甲醇速率加快，甲醇产率升高，超过一定温度生成一氧化碳的反应占主导地位导致甲醇产率下降

。

（2）CO₂可与NH₃制尿素：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）ΔH=-87kJ/mol,一定条件下，向刚性容器中充入3mol NH₃和4mol CO₂，平衡时CO₂的体积分数为60%，p_总=akPa,则反应2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）的压强平衡常数K_p=

25

3

a

2

25

3

a

2

（kPa）^-2。
（3）一种以CO₂和甲醇为原料，利用SnO₂（mSnO₂/CC）和CuO纳米片（CuONS/CF）作催化电极，制备甲酸（甲酸盐）的电化学装置的工作原理如图所示。

①图中电极a为

负

负

极，电解过程中阳极电极反应式为

CH₃OH-4e^-+H₂O=HCOOH+4H⁺

CH₃OH-4e^-+H₂O=HCOOH+4H⁺

。
②当有2mol H⁺通过质子交换膜时，装置中生成HCOO^-和HCOOH共计

1.5

1.5

mol。