碳達(dá)峰、碳中和是現(xiàn)在需要繼續(xù)完成的環(huán)保任務(wù)，CO₂的綜合利用成為熱點(diǎn)研究對(duì)象，CO₂作為碳源加氫是再生能源的有效方法，CO₂加氫可以合成甲醇，Olah提出“甲醇經(jīng)濟(jì)”概念，認(rèn)為甲醇會(huì)在不久的將來扮演不可或缺的角色，通過CO₂加氫生產(chǎn)甲醇是有希望的可再生路線之一，該過程主要發(fā)生如下反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₁
反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₂=-41.1kJ?mol^-1
（1）①相關(guān)鍵能如下表，則ΔH₁=

+43kJ/mol

+43kJ/mol

，該反應(yīng)的活化能E_a（正）

大于

大于

E_a（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）。

化學(xué)鍵	H-H	C≡O(shè)	O-H	C=O
鍵能/（kJ?mol-1）	436	1071	464	803

②若K₁、K₂分別表示反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)，則CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=

K

2

K

1

K

2

K

1

（用含K₁、K₂的代數(shù)式表示）。
③已知CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）的正反應(yīng)速率v_正=kc（CO₂）c³（H₂）（ k為正反應(yīng)的速率常數(shù)），某溫度時(shí)測得數(shù)據(jù)如下：

	c（CO2）/（mol?L-1）	c（H2）/（mol?L-1）	v正/（mol?L-1?min-1）
1	0.02	0.01	2.0×10-4
2	0.02	0.02	a

則此溫度下表中a=

1.6×10^?3

1.6×10^?3

。
（2）據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，Cu基納米材料作為高性能催化劑可將CO₂電還原為高能量密度的CH₃OH，不同催化劑對(duì)生成CH₃OH的法拉第效率與電極電勢的變化如圖所示（已知法拉第效率是指實(shí)際生成物和理論生成物的百分比），為了保證生成甲醇的法拉第效率，最合適的電勢及最佳催化劑是

?1.0V、Cu₆（S）

?1.0V、Cu₆（S）

。

（3）在催化劑作用下，發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ，達(dá)平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖，判斷p₁、p₂、p₃的大小關(guān)系：

p₁＞p₂＞p₃

p₁＞p₂＞p₃

，解釋壓強(qiáng)一定時(shí)，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)如圖變化的原因：

TK之前以反應(yīng)Ⅰ為主，轉(zhuǎn)化率隨著溫度升高而增大，TK之后以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，轉(zhuǎn)化率隨著溫度升高而降低

TK之前以反應(yīng)Ⅰ為主，轉(zhuǎn)化率隨著溫度升高而增大，TK之后以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹鳎D(zhuǎn)化率隨著溫度升高而降低

。

（4）某溫度下，初始?jí)簭?qiáng)為p,向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molCO₂、3molH₂發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ，平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率是50%，體系內(nèi)剩余1molH₂，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=

2

2

L²?mol^-2。