“有序介孔碳”和“纳米限域催化”的研究双双获得国家自然科学奖一等奖。
利用介孔限域催化温室气体CO₂加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。反应如下：
i.CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁
ii.CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41.2kJ⋅mol^-1
iii.CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）ΔH₃=-90.6kJ⋅mol^-1
（1）ΔH₁=

-49.4kJ⋅mol^-1

-49.4kJ⋅mol^-1

。
（2）绝热条件下，将H₂、CO₂以体积比1：1充入恒容密闭容器中，若只发生反应ii。下列可作为反应ii达到平衡的判据是

cd

cd

。
a.c（CO）与c（H₂O）比值不变
b.容器内气体密度不变
c.容器内气体压强不变
d. 

c

（

CO

）

⋅

c

（

H

2

O

）

c

（

H

2

）

⋅

c

（

C

O

2

）

不变
（3）将H₂、CO₂以体积比3：1充入恒容密闭容器中，在某介孔限域催化剂存在下发生反应i和ii。CO₂的平衡转化率及CH₃OH的选择性（生成目标产物所消耗的反应物的物质的量与参与反应的反应物的物质的量之比）随温度变化曲线如图所示：

①CO₂加氢制甲醇，

高

高

温（填“高”或“低”，下同）有利于提高反应速率，

低

低

温有利于提高平衡时CH₃OH的产率。结合如图阐述实际选用300～320℃反应温度的原因：

温度低，反应速率太慢，且CO₂转化率低，温度高，甲醇选择性低

温度低，反应速率太慢，且CO₂转化率低，温度高，甲醇选择性低

。
②312℃时反应i的K_x=

0

.

1

3

.

8

×

0

.

125

3

.

8

0

.

875

3

.

8

×

（

2

.

675

3

.

8

）

3

0

.

1

3

.

8

×

0

.

125

3

.

8

0

.

875

3

.

8

×

（

2

.

675

3

.

8

）

3

。（K_x是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式）
（4）近日，我国学者研究发现，在单原子Cu/ZrO₂催化时，反应i的历程以及中间体HCOO^*与CH₃O^*物质的量之比随时间变化图如图
第一步CO₂+H₂→HCOO^*+H^*
第二步HCOO^*+2H₂→CH₃O^*+H₂O
第三步CH₃O^*+H^*→CH₃OH
下列说法正确的是

bd

bd

。
a.任何温度下，反应i均可自发进行
b.升高温度时，三步反应速率均加快
C．用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，提高平衡转化率
d.反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步骤
（5）运用单原子Cu/ZrO₂催化CO₂加氢制甲醇时，可在180℃实现甲醇选择性100%，开拓了单原子催化剂应用的空白。请写出基态铜原子价层电子轨道表达式：

。