当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO₂利用技术，降低空气中CO₂含量成为研究热点。在5MPa压强下，恒压反应器中通入3molH₂，1molCO₂气体同时发生反应Ⅰ，Ⅱ如下：
反应Ⅰ.CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁ K₁
反应Ⅱ.CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）ΔH₂  K₂
（1）如图（a）所示，则ΔH₁-ΔH₂

＜

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）在5MPa压强下，恒压反应器中通入3molH₂、1molCO₂气体，CO₂的平衡转化率及CH₃OH的平衡产率随温度变化关系如图（b）。已知：CH₃OH的产率=

C

H

3

OH

物质的量

C

O

2

起始物质的量

×100%。
①下列说法正确的是

BCD

BCD

。
A.反应过程中，容器内压强不再变化，说明反应Ⅰ达到平衡
B.反应过程中，气体密度维持不变，说明反应Ⅰ达到平衡
C.增大压强能同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率
D.加入对反应Ⅰ催化效果更佳的催化剂，可以提高CH₃OH的产率
②475K时，反应Ⅱ的压强平衡常数K_p=

3

161

或1.86×10^-2

3

161

或1.86×10^-2

（压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×气体物质的量分数）。
（3）图（b）中500K以后，CO₂平衡转化率随温度升高而增大的原因

反应Ⅰ放热，温度升高平衡左移，反应Ⅱ吸热，温度升高平衡右移，525K以后，温度升高，反应Ⅱ平衡右移的程度更大，故CO₂平衡转化率增大

反应Ⅰ放热，温度升高平衡左移，反应Ⅱ吸热，温度升高平衡右移，525K以后，温度升高，反应Ⅱ平衡右移的程度更大，故CO₂平衡转化率增大

。
（4）反应Ⅱ的正反应速率方程为v_正=k_正•c（CO₂）•c（H₂），逆反应速率方程为v_逆=k_逆•c（CO）•c（H₂O），其中k_正、k_逆分别为正、逆反应的速率常数，只受温度影响。lgk与

1

T

（温度的倒数）的关系如图（图c）所示，①、②、③、④四条斜线中，表示lgk_正的是

④

④

。

（5）我国科学家研究Li-CO₂电池中取得了重大科研成果。Li-CO₂电池中，Li为单质锂片，CO₂在正极发生电化学反应，电池反应产物为碳酸锂和单质碳，CO₂电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅲ的离子方程式

2

CO

2

-

2

+CO₂=2

CO

2

-

3

+C

2

CO

2

-

2

+CO₂=2

CO

2

-

3

+C

。
Ⅰ.2CO₂+2e^-=C₂

O

2

-

4

Ⅱ.C₂

O

2

-

4

=CO₂+

CO

2

-

2

Ⅲ.••••••
Ⅳ.

CO

2

-

3

+2Li⁺=Li₂CO₃