二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为：
①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1
②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2=-90kJ•mol-1
③CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH3=-49kJ•mol-1
（1）根据上述反应求：④CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH4=-41kJ/mol-41kJ/mol。
（2）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上反应④的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
写出该历程中决速步骤的化学方程式：COOH*+H*+H2O*═COOH*+2H*+OH*或H2O*═H*+OH*COOH*+H*+H2O*═COOH*+2H*+OH*或H2O*═H*+OH*。
（3）在一体积可变的密闭容器中，在保持aMPa下，按照n（H2）n（CO2）=3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示：
①图中m曲线代表的物质为 CH3OHCH3OH。
②下列说法正确的是 ACAC（填标号）。
A．180～380℃范围内，H2的平衡转化率始终低于CO2
B．温度越高，越有利于工业生产CH3OH
C．一定时间内反应，加入选择性高的催化剂，可提高CH3OH的产率
D．150～400℃范围内，随着温度的升高，CO2的反应速率先减小后增大
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,270℃时反应①的分压平衡常数为 0.00150.0015（保留2位有效数字）。
（4）为了提高甲醇的选择性，CH3OH的选择性是指转化的CO2中生成CH3OH的百分比，某科研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，原理如图所示。
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。
COO
H
*
+
H
*
+
H
2
O
*
═
COO
H
*
+
2
H
*
+
O
H
*
H
2
O
*
═
H
*
+
O
H
*
COO
H
*
+
H
*
+
H
2
O
*
═
COO
H
*
+
2
H
*
+
O
H
*
H
2
O
*
═
H
*
+
O
H
*
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
| 实验 | 反应模式 | CO2的平衡转化率 | CH3OH的选择性 |
| ① | 普通催化反应器 | 21.9 | 67.3 |
| ② | 分子筛膜催化反应器 | 36.1 | 100.0 |
双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生生成甲醇的反应，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气使平衡正向移动，CO2的转化率增大
双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生生成甲醇的反应，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气使平衡正向移动，CO2的转化率增大
。【答案】-41kJ/mol；或；CH3OH；AC；0.0015；双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生生成甲醇的反应，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气使平衡正向移动，CO2的转化率增大
COO
H
*
+
H
*
+
H
2
O
*
═
COO
H
*
+
2
H
*
+
O
H
*
H
2
O
*
═
H
*
+
O
H
*
【解答】
【点评】
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发布：2024/9/13 7:0:8组卷：32引用：1难度：0.5
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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
