1．隨著人們的物質(zhì)生活水平的不斷提高和工業(yè)化快速發(fā)展，環(huán)境污染也日益加重，空氣中有毒氣體主要包括SO₂、CO、NO_x、烴類等等。
（1）在一定條件下，CH₄可與NO_x反應除去NO_x，已知有下列熱化學方程式：①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）ΔH=-890.3 kJ/mol
②N₂（g）+2O₂（g）?2NO₂（g）ΔH=+67.0 kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）ΔH=-41.0 kJ/mol
則CH₄（g）+2NO₂（g）?CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g）ΔH=kJ/mol
（2）在2L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1：2充入CO和H₂，發(fā)生反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）ΔH。測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度及不同壓強的變化如圖所示，P₂和195℃時n（H₂）隨時間的變化結(jié)果如表所示。n（H₂）在P₂及195℃時隨時間變化如表所示。

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

①該反應的ΔH 0（填“＞”、“＜”或“=”），原因是 。
②在P₂及195℃時，在0～2min,平均反應速率v（CH₃OH）=。
③能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是 。
a.容器內(nèi)混合氣體壓強保持不再變化
b.CO和H₂的轉(zhuǎn)化率之比不再變化
c.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
d.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
④P₂及195℃下，在B點時，v（正） v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）。
⑤下列說法不正確的是 。
a.將容器體積變?yōu)?L，再次達平衡時，CO的物質(zhì)的量濃度為原平衡的2倍
b.該反應在任何條件下都能自發(fā)進行
c.充分反應后，容器內(nèi)只存在CH₃OH分子
d.升高溫度，減小
⑥在P₂及195℃時，該反應的平衡常數(shù)K_p=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)，結(jié)果用含P₂的分式表示）。

2．我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CO₂的綜合利用是實現(xiàn)碳中和的措施之一。
Ⅰ.CO₂和H₂在金屬催化劑表面可以合成CH₄，普遍反應路徑有三種，其中一種反應路徑經(jīng)歷HCOO*中間體。某小組研究了金屬鈷的不同晶面【FCC（111）、HCP（10-10）、HCP（10-11）】對HCOO*這種反應路徑的催化效果，相關(guān)基元反應能量變化如下表（*指微粒吸附在催化劑表面）：

基元反應步驟	FCC（111）		HCP（10-10）		HCP（10-11）
	活化能（eV）	反應熱（eV）	活化能（eV）	反應熱（eV）	活化能（eV）	反應熱（eV）
CO2*+H*→HCOO*	0.46	-0.52	0.66	-0.12	0.20	-0.69
HCOO*+H*→HCOOH*	1.27	0.73	0.23	-0.16	1.36	0.78
HCOOH*→CHO*+OH*	0.76	-0.11	0.44	-0.18	0.96	-0.47
CHO*+H*→CH2O*	0.53	0.15	0.42	0.14	0.54	0.15
CH2O*+H*→CH2OH*	0.90	0.27	0.80	0.08	1.37	0.69
CH2OH*→CH2*+OH*	0.70	-0.63	0.33	-0.47	0.60	-1.02

（1）寫出在FCC（111）晶面反應的控速步基元反應：。
（2）僅比較表格數(shù)據(jù)可知，CO₂和H₂在該條件下合成CH₄，晶面的催化效果最好。
Ⅱ.CO₂和H₂一定條件下也可以合成甲醇，該過程存在副反應Ⅱ。
反應Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）   ΔH₁=-49.3kJ/mol
反應Ⅱ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）   ΔH₂
（3）上述反應中相關(guān)物質(zhì)能量如圖1所示。計算ΔH₂=kJ/mol。
（4）向VL密閉容器中通入3molH₂、1molCO₂，在催化劑作用下發(fā)生反應。相同時間內(nèi)溫度對CO₂轉(zhuǎn)化率及CH₃OH和CO產(chǎn)率的影響如圖2所示。CO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因可能是 。表示CH₃OH產(chǎn)率隨溫度變化的曲線是 （填“a”或“b”）。

（5）假設體系中只發(fā)生反應Ⅰ和反應Ⅱ，在某溫度下反應tmin達到平衡狀態(tài)。此時CO₂的轉(zhuǎn)化率為30%，CO₂對CH₃OH的選擇性為40%（CH₃OH選擇性=），則0～tmin內(nèi)H₂的反應速率為 mol/（L?min），反應Ⅱ的平衡常數(shù)為 （結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。
Ⅲ.2021年我國科學家首先實現(xiàn)了從CO₂到淀粉的全人工合成。其中的一個步驟是利用新型電化學催化裝置（如圖所示）將CO₂轉(zhuǎn)化為CH₃COOH。

（6）寫出該過程中陰極的電極反應式：。

3．自熱化學鏈重整制氫CLR（a）工藝的原理如圖所示：

回答下列問題：
（1）25℃、101kPa時，5.9gNi與足量O₂反應生成NiO放出47.2kJ的熱量，則在“空氣反應器”中發(fā)生反應的熱化學方程式為 。
（2）“燃料反應器”中發(fā)生的部分反應有：
（Ⅰ）CO（g）+NiO（s）=CO₂（g）+Ni（s）ΔH₁=-47.0kJ/mol 平衡常數(shù)K₁
（Ⅱ）CH₄（g）+4NiO（s）=CO₂（g）+2H₂O（g）+4Ni（s）ΔH₂=+137.7kJ/mol 平衡常數(shù)K₂
（Ⅲ）CH₄（g）+3CO₂（g）=4CO（g）+2H₂O（g）ΔH₃=akJ/mol 平衡常數(shù)K₃
①CO₂的電子式：。
②K₁、K₂、K₃之間的關(guān)系是：。
③在 （填“高溫”或“低溫”）情況下有利于反應Ⅲ的自發(fā)進行。
（3）“水汽轉(zhuǎn)換反應器”中發(fā)生的反應為CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g），將天然氣看作是純凈的CH₄（假定向水汽轉(zhuǎn)換反應器中補充的水的物質(zhì)的量等于甲烷的物質(zhì)的量），若在t℃時進行轉(zhuǎn)換，水汽轉(zhuǎn)換反應器中達平衡時CO、H₂O、H₂、CO₂濃度之比為1：x：3：1，則該反應的平衡常數(shù)K=。
（4）甲烷制氫傳統(tǒng)工藝有水蒸氣重整部分氧化重整以及聯(lián)合重整等，CLR（a）工藝重整是一種聯(lián)合重整，涉及反應的熱化學方程式如下：
水蒸氣重整反應：CH₄（g）+2H₂O（g）=CO₂（g）+4H₂（g）ΔH=+192kJ/mol
部分氧化重整反應：CH₄（g）+O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）ΔH=-768kJ/mol
①采用水蒸氣重整的優(yōu)點是：；
②上述兩個反應的缺點之一是在制取氫氣的同時產(chǎn)生大量溫室氣體CO₂，若用NaOH溶液來吸收CO₂，寫出反應的離子方程式：；
③若上述兩個反應在保持自熱條件下（假設無熱量損失），理論上2molCH₄至多可獲得H₂的物質(zhì)的量為 （結(jié)果保留1位小數(shù)）。