“Cl化學”是指以碳單質或分子中含1個碳原子的物質（如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等）為原料合成工業產品的化學工藝，對開發新能源和控制環境污染有重要意義。中科院天津工生所利用化學催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一（Cl）化合物，然后通過設計構建碳一聚合新酶，依據化學聚糖反應原理將碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物，最后通過生物途徑優化，將碳三化合物聚合成碳六（C6）化合物，再進一步合成直鏈和支鏈淀粉（Cn化合物）。在實驗室中首次實現從二氧化碳到淀粉分子的全合成。
（1）科學家成功研制出一種新型催化劑，能將CO₂轉變為甲烷。在常壓、300℃條件下，CO₂與H₂按體積之比1：4反應，CO₂轉化率可達90%。一定條件下，某興趣小組在容積為VL的密閉容器中發生此反應達到化學平衡狀態。
①該反應的平衡常數表達式為

K=

c

（

C

H

4

）

?

c

2

（

H

2

O

）

c

（

C

O

2

）

?

c

4

（

H

2

）

K=

c

（

C

H

4

）

?

c

2

（

H

2

O

）

c

（

C

O

2

）

?

c

4

（

H

2

）

。
②由圖1可知該反應的ΔH

＜

＜

0（填“＞”、“＜”或“=”）；300℃時，從反應開始到達平衡，以H₂的濃度變化表示的化學反應速率是

4

n

A

t

A

V

mol

?

L

-

1

?

mi

n

-

1

4

n

A

t

A

V

mol

?

L

-

1

?

mi

n

-

1

（用n_A、t_A、V表示）。
（2）已知CO₂（g）+2CH₃OH（g）?CH₃OCOOCH₃（g）+H₂O（g），ΔH，控制一定條件，該反應能自發進行，則ΔH

＜

＜

0（填“＞”，“＜”或“=”）。在一定溫度下，向一容積可變的容器中充入1molCO₂、2molCH₃OH（g），CO₂的轉化率與反應時間的關系如圖2所示。在t時加壓，若t₁時容器容積為1000mL，則t₂時容器容積為

25

25

mL。
（3）利用回收的CO₂制取甲醛的反應為CO₂（g）+2H₂（g）?HCHO（g）+H₂O（g）   ΔH=-6kJ?mol^-1
①為提高上述反應中H₂的平衡轉化率，可以采取的措施有

增大壓強

增大壓強

、

降低溫度或增加CO₂的量

降低溫度或增加CO₂的量

（任寫兩條）。
②實驗室在2L恒容密閉容器中模擬上述合成HCHO的實驗。T₁℃時將

V

（

C

O

2

）

V

（

H

2

）

=1：2的CO₂和H₂混合氣體充入容器中，每隔一定時間測得容器內混合氣體壓強如表所示：

時間/min	0	10	20	30	40	50	60
壓強/kPa	1.08	0.96	0.88	0.82	0.80	0.80	0.80

已知：v_p（B）=

Δ

p

（

B

）

Δ

t

，即用B物質的分壓變化表示Δt時間內反應的平均反應速率。0～10min內該反應的平均反應速率v_p（H₂）為

0.24

0.24

kPa?min^-1。10min時，CO₂的轉化率為

33.3%

33.3%

（保留小數點后一位）。