我国“十四五”规划提出要制定2030年前碳达峰行动方案，努力争取2060年前实现碳中和。为此，研发CO₂转化利用技术成为重要科技目标。

（1）以CO₂为原料加氢可以合成甲醇，将

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

=3的混合气体充入体积为VL的密闭容器中，在催化剂存在的条件下进行以下两个反应：
CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）  ΔH₁＜0
CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）  ΔH₂＞0
测得温度与转化率、产物选择性的关系如图1所示。
CH₃OH选择性=

n

（

C

H

3

OH

）

n

（

C

H

3

OH

）

+

n

（

CO

）

（CH₃OH和CO是转化的CO₂生成的）
①270℃以后CO₂转化率随温度升高而增大的原因可能是

反应未达平衡，温度升高，反应速率加快（或生成CO的反应为主反应，该反应吸热，温度升高转化率增大）

反应未达平衡，温度升高，反应速率加快（或生成CO的反应为主反应，该反应吸热，温度升高转化率增大）

。
②有利于提高CH₃OH选择性的反应条件可以是

ABCD

ABCD

（填标号）。
A．降低温度
B．使用更合适的催化剂
C．增大压强
D．原料气中掺入适量的CO
③控制温度240℃，测得混合气体流速为aL•h^-1（已换算为标准状况），则CO₂的反应速率

a

×

10

%

4

×

22

.

4

×

60

V

a

×

10

%

4

×

22

.

4

×

60

V

mol•L^-1•min^-1（写出计算式）。
（2）以CO₂和NH₃为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
Ⅰ．2NH₃（g）+CO₂（g）⇌NH₂CO₂NH₄（s）  ΔH=-159.5kJ•mol^-1
Ⅱ．NH₂CO₂NH₄（s）⇌CO（NH₂）2（s）+H₂O（g）  ΔH=+72.5kJ•mol^-1
Ⅲ．2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）2（s）+H₂O（g）  ΔH
④反应Ⅲ的ΔH=

-87.0kJ•mol^-1

-87.0kJ•mol^-1

。3个反应的ΔG（自由能变化）随温度的变化关系如图2所示，图中对应反应Ⅲ的线是

b

b

（填字母）。
⑤一定条件下的恒容容器中，充入原料气3mol NH₃和1mol CO₂，平衡时CO₂的转化率为50%，则平衡时NH₃和CO₂的物质的量比为

4：1

4：1

，已知反应Ⅱ的K_p=p,测得平衡时容器内总压为ap,则反应Ⅲ的平衡常数K_p=

125

16

（

a

-

1

）

3

p

2

125

16

（

a

-

1

）

3

p

2

。