我國(guó)“十四五”規(guī)劃提出要制定2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為此，研發(fā)CO₂轉(zhuǎn)化利用技術(shù)成為重要科技目標(biāo)。

（1）以CO₂為原料加氫可以合成甲醇，將

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

=3的混合氣體充入體積為VL的密閉容器中，在催化劑存在的條件下進(jìn)行以下兩個(gè)反應(yīng)：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）  ΔH₁＜0
CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）  ΔH₂＞0
測(cè)得溫度與轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物選擇性的關(guān)系如圖1所示。
CH₃OH選擇性=

n

（

C

H

3

OH

）

n

（

C

H

3

OH

）

+

n

（

CO

）

（CH₃OH和CO是轉(zhuǎn)化的CO₂生成的）
①270℃以后CO₂轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因可能是

反應(yīng)未達(dá)平衡，溫度升高，反應(yīng)速率加快（或生成CO的反應(yīng)為主反應(yīng)，該反應(yīng)吸熱，溫度升高轉(zhuǎn)化率增大）

反應(yīng)未達(dá)平衡，溫度升高，反應(yīng)速率加快（或生成CO的反應(yīng)為主反應(yīng)，該反應(yīng)吸熱，溫度升高轉(zhuǎn)化率增大）

。
②有利于提高CH₃OH選擇性的反應(yīng)條件可以是

ABCD

ABCD

（填標(biāo)號(hào)）。
A．降低溫度
B．使用更合適的催化劑
C．增大壓強(qiáng)
D．原料氣中摻入適量的CO
③控制溫度240℃，測(cè)得混合氣體流速為aL?h^-1（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則CO₂的反應(yīng)速率

a

×

10

%

4

×

22

.

4

×

60

V

a

×

10

%

4

×

22

.

4

×

60

V

mol?L^-1?min^-1（寫(xiě)出計(jì)算式）。
（2）以CO₂和NH₃為原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下：
Ⅰ．2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂CO₂NH₄（s）  ΔH=-159.5kJ?mol^-1
Ⅱ．NH₂CO₂NH₄（s）?CO（NH₂）2（s）+H₂O（g）  ΔH=+72.5kJ?mol^-1
Ⅲ．2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）2（s）+H₂O（g）  ΔH
④反應(yīng)Ⅲ的ΔH=

-87.0kJ?mol^-1

-87.0kJ?mol^-1

。3個(gè)反應(yīng)的ΔG（自由能變化）隨溫度的變化關(guān)系如圖2所示，圖中對(duì)應(yīng)反應(yīng)Ⅲ的線是

b

b

（填字母）。
⑤一定條件下的恒容容器中，充入原料氣3mol NH₃和1mol CO₂，平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時(shí)NH₃和CO₂的物質(zhì)的量比為

4：1

4：1

，已知反應(yīng)Ⅱ的K_p=p,測(cè)得平衡時(shí)容器內(nèi)總壓為ap,則反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K_p=

125

16

（

a

-

1

）

3

p

2

125

16

（

a

-

1

）

3

p

2

。