我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。CO₂的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ.CO₂和CH₄在催化剂表面可以合成CH₃COOH，该反应势能图如图（*指微粒吸附在催化剂表面，H^#指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态）：

（1）写出控速步的基元反应：

CH₃*+CO₂*=CH₃COO*或CH₃*+H*+CO₂*=CH₃COO*+H*

CH₃*+CO₂*=CH₃COO*或CH₃*+H*+CO₂*=CH₃COO*+H*

。
（2）下列说法正确的有

abc

abc

。
a.增大催化剂表面积可提高CO₂在催化剂表面的吸附速率
b.从图中可看出催化效果更好的是催化剂2
c.从图中可看出CH₃COOH（g）^*比CH₃COOH（g）能量低
d.使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
Ⅱ.CO₂和H₂一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应二。
反应一：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-49.3kJ/mol
反应二：CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₂
（3）已知25℃和101kPa下，H₂（g）、CO（g）的燃烧热△H分别为-285.8kJ•mol^-1、-283.0kJ•mol^-1，H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ•mol^-1，则△H₂=

+41.2

+41.2

kJ/mol。
（4）在某密闭容器中充入n（CO₂）：n（H₂）=5：17的混合气体，于5.0MPa和催化剂作用下发生反应，平衡时CO和CH₃OH在含碳产物中物质的量百分数及CO₂的转化率随温度的变化如图A所示。

①表示平衡时CH₃OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是

a

a

（填“a”或“b”）。
②CO₂平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是

温度升高后，以反应二为主，反应二是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动

温度升高后，以反应二为主，反应二是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动

。
③250℃时副反应CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）的K_p=

1

120

1

120

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（5）我国科学家研究出一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性CO₂电化学还原为甲醇的非金属电催化剂，磷化硼结构与金刚石结构相似，其晶胞如图B所示。其中磷化硼晶体中“普通共价键”与配位键的数目之比

3：1

3：1

；已知阿伏加德罗常数的值为N_A，晶胞参数为apm,则磷化硼晶体的密度为

168

a

3

N

A

168

a

3

N

A

g•pm^-3（结果用含a、N_A的最简分数表达式表示）。