當今中國積極推進綠色低碳發展，力爭在2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和。因此，研發CO₂利用技術，降低空氣中CO₂含量成為研究熱點。在5MPa壓強下，恒壓反應器中通入3molH₂，1molCO₂氣體同時發生反應Ⅰ，Ⅱ如下：
反應Ⅰ.CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁ K₁
反應Ⅱ.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂  K₂
（1）如圖（a）所示，則ΔH₁-ΔH₂

＜

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）在5MPa壓強下，恒壓反應器中通入3molH₂、1molCO₂氣體，CO₂的平衡轉化率及CH₃OH的平衡產率隨溫度變化關系如圖（b）。已知：CH₃OH的產率=

C

H

3

OH

物質的量

C

O

2

起始物質的量

×100%。
①下列說法正確的是

BCD

BCD

。
A.反應過程中，容器內壓強不再變化，說明反應Ⅰ達到平衡
B.反應過程中，氣體密度維持不變，說明反應Ⅰ達到平衡
C.增大壓強能同時提高CO₂的平衡轉化率和CH₃OH的平衡產率
D.加入對反應Ⅰ催化效果更佳的催化劑，可以提高CH₃OH的產率
②475K時，反應Ⅱ的壓強平衡常數K_p=

3

161

或1.86×10^-2

3

161

或1.86×10^-2

（壓強平衡常數：用平衡分壓代替平衡濃度，分壓=總壓×氣體物質的量分數）。
（3）圖（b）中500K以后，CO₂平衡轉化率隨溫度升高而增大的原因

反應Ⅰ放熱，溫度升高平衡左移，反應Ⅱ吸熱，溫度升高平衡右移，525K以后，溫度升高，反應Ⅱ平衡右移的程度更大，故CO₂平衡轉化率增大

反應Ⅰ放熱，溫度升高平衡左移，反應Ⅱ吸熱，溫度升高平衡右移，525K以后，溫度升高，反應Ⅱ平衡右移的程度更大，故CO₂平衡轉化率增大

。
（4）反應Ⅱ的正反應速率方程為v_正=k_正?c（CO₂）?c（H₂），逆反應速率方程為v_逆=k_逆?c（CO）?c（H₂O），其中k_正、k_逆分別為正、逆反應的速率常數，只受溫度影響。lgk與

1

T

（溫度的倒數）的關系如圖（圖c）所示，①、②、③、④四條斜線中，表示lgk_正的是

④

④

。

（5）我國科學家研究Li-CO₂電池中取得了重大科研成果。Li-CO₂電池中，Li為單質鋰片，CO₂在正極發生電化學反應，電池反應產物為碳酸鋰和單質碳，CO₂電還原后與鋰離子結合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式

2

CO

2

-

2

+CO₂=2

CO

2

-

3

+C

2

CO

2

-

2

+CO₂=2

CO

2

-

3

+C

。
Ⅰ.2CO₂+2e^-=C₂

O

2

-

4

Ⅱ.C₂

O

2

-

4

=CO₂+

CO

2

-

2

Ⅲ.??????
Ⅳ.

CO

2

-

3

+2Li⁺=Li₂CO₃