我国对世界郑重承诺：2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，其中的关键技术是运用催化转化法实现二氧化碳的碳捕集和碳利用．请回答下列问题：
Ⅰ．一定温度下，CO2和H2在催化剂作用下可发生a、b两个平行反应，分别生成CH3OH和CO．
a：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-49.5kJ/mol
b：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ/mol
（1）相同温度下，反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的ΔH3=-90.7-90.7kJ/mol.
（2）在传统的催化固定反应床（CFBR）中，CO2的转化率和甲醇的选择性通常都比较低．后来，科学团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器（CMR），极大地改善了该问题，其原理如图1所示：
保持压强为3MPa,温度为260℃，向密闭容器中按投料比，n（H2）n（CO2）=3投入一定量CO2和H2，不同反应模式下CO2的平衡化率和CH3OH的选择性的相关实验数据如下表所示．
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
| 实验组 | 反应模式 | n （ H 2 ） n （ C O 2 ） |
温度/℃ | CO2的平衡转化率 | CH3OH的选择性 |
| ① | CFBR | 3 | 260 | 21.9 | 67.3 |
| ② | CMR | 3 | 260 | 36.1 | 100.0 |
①在CMR模式下，按上述条件发生反应．下列说法能证明反应a达到平衡状态的是
B
B
（填字母）．A．气体压强不再变化
B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
D．CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1：3：1：1
②由表中数据可知，在CMR模式下，CO2的转化率明显提高，结合具体反应分析可能的原因是
选择合适的催化剂，只发生反应a,同时分子筛膜能及时分离出水蒸气，使平衡向右移动，二氧化碳的转化率增大
选择合适的催化剂，只发生反应a,同时分子筛膜能及时分离出水蒸气，使平衡向右移动，二氧化碳的转化率增大
．（3）反应b在进气比
[
n
（
C
O
2
）
n
（
H
2
）
]
①D和F两点对应的温度关系：T（D）
＜
＜
T（F）（填“＞”、“=”或“＜”），其原因是 D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数K增大
D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数K增大
．
②恒温条件下，在达到平衡状态为G点的反应过程中，当CO2的转化率刚好达到20%时，v（正）
＞
＞
v（逆）（填“＞”、“=”或“＜”）．Ⅱ．用图3所示装置电解二氧化碳也可制取甲醇，控制在一定温度范围内，持续通入二氧化碳，电解过程中
HCO
-
3
（4）阴极的电极反应式为
7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6
HCO
-
3
7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6
．HCO
-
3
【答案】-90.7；B；选择合适的催化剂，只发生反应a，同时分子筛膜能及时分离出水蒸气，使平衡向右移动，二氧化碳的转化率增大；＜；D点平衡常数K小于F点，该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数K增大；＞；7CO2+6e-+5H2O=CH3OH+6
HCO
-
3
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：25引用：1难度：0.6
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-
1．氢气最早于16世纪被人工制取出来，氢气是一种清洁能源。
（1）利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知：H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ•mol-1。
（2）T1℃时，向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4，只发生反应2CH4（g）⇌C2H4（g）+2H2（g），达到平衡时，测得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的转化率为；保持其他条件不变，温度改为T2℃，经25s后达到平衡，测得c（CH4）=2c（C2H4），则0～25s内v（C2H4）=mol•L-1•s-1。
（3）CH4分解时几种气体的平衡分压（pPa）的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时，向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只发生反应2CH4（g）⇌C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此时的平衡常数Kp=（用平衡分压代替浓度进行计算）Pa2。
②若只改变一个反应条件使Kp变大，则该条件是（填标号）。
A.减小C2H2的浓度
B.升高温度
C.增大压强
D.加入合适的催化剂
（4）工业上，以KNH2和液氨为电解质，以石墨为电极，电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为，一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为。发布：2025/1/4 8:0:1组卷：9引用：3难度：0.5 -
2．反应 4A（g）+5B（g）⇌4C（g）+6D（g）在 5L 的密闭容器中进行，半分钟后，C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是（ ）
发布：2024/12/30 19:30:2组卷：67引用：6难度：0.6 -
3．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率为0.1mol/（L•min）．求：
（1）此时A的浓度c（A）=mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反应速率v（B）=mol/（L•min）；
（3）x的值为．发布：2024/12/30 19:0:1组卷：163引用：26难度：0.3
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