“Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。中科院天津工生所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（Cl）化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物聚合成碳六（C6）化合物，再进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物）。在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。
（1）科学家成功研制出一种新型催化剂，能将CO₂转变为甲烷。在常压、300℃条件下，CO₂与H₂按体积之比1：4反应，CO₂转化率可达90%。一定条件下，某兴趣小组在容积为VL的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为

K=

c

（

C

H

4

）

⋅

c

2

（

H

2

O

）

c

（

C

O

2

）

⋅

c

4

（

H

2

）

K=

c

（

C

H

4

）

⋅

c

2

（

H

2

O

）

c

（

C

O

2

）

⋅

c

4

（

H

2

）

。
②由图1可知该反应的ΔH

＜

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）；300℃时，从反应开始到达平衡，以H₂的浓度变化表示的化学反应速率是

4

n

A

t

A

V

mol

⋅

L

-

1

⋅

mi

n

-

1

4

n

A

t

A

V

mol

⋅

L

-

1

⋅

mi

n

-

1

（用n_A、t_A、V表示）。
（2）已知CO₂（g）+2CH₃OH（g）⇌CH₃OCOOCH₃（g）+H₂O（g），ΔH，控制一定条件，该反应能自发进行，则ΔH

＜

＜

0（填“＞”，“＜”或“=”）。在一定温度下，向一容积可变的容器中充入1molCO₂、2molCH₃OH（g），CO₂的转化率与反应时间的关系如图2所示。在t时加压，若t₁时容器容积为1000mL，则t₂时容器容积为

25

25

mL。
（3）利用回收的CO₂制取甲醛的反应为CO₂（g）+2H₂（g）⇌HCHO（g）+H₂O（g）   ΔH=-6kJ•mol^-1
①为提高上述反应中H₂的平衡转化率，可以采取的措施有

增大压强

增大压强

、

降低温度或增加CO₂的量

降低温度或增加CO₂的量

（任写两条）。
②实验室在2L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。T₁℃时将

V

（

C

O

2

）

V

（

H

2

）

=1：2的CO₂和H₂混合气体充入容器中，每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示：

时间/min	0	10	20	30	40	50	60
压强/kPa	1.08	0.96	0.88	0.82	0.80	0.80	0.80

已知：v_p（B）=

Δ

p

（

B

）

Δ

t

，即用B物质的分压变化表示Δt时间内反应的平均反应速率。0～10min内该反应的平均反应速率v_p（H₂）为

0.24

0.24

kPa•min^-1。10min时，CO₂的转化率为

33.3%

33.3%

（保留小数点后一位）。