碳排放問題是第26屆聯(lián)合國氣候變化大會討論的焦點。我國向國際社會承諾2030年“碳達(dá)峰”，2060 年實現(xiàn)“碳中和”。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，加強(qiáng)了對CO₂轉(zhuǎn)化的研究。下面是CO₂轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品的反應(yīng)。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+H₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₂=-90.0kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅲ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃=-49.0kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅳ：CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）△H₄=-165.0kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅴ：2CO₂g）+6H₂（g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）△Hs=-122.7kJ?mol^-1
回答下列問題：
（1）反應(yīng)Ⅲ一般認(rèn)為通過反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ來實現(xiàn)，則反應(yīng)Ⅰ的△H₁=

+41

+41

kJ?mol^-1；
已知：由實驗測得反應(yīng)I的v_正=k_正c（CO₂）?c（H₂），v_逆=k_逆?c（H₂O）?c（CO）（k_正、k_逆為速率常數(shù)，與溫度、催化劑有關(guān)）。若平衡后升高溫度，則

k

逆

k

正

減小

減小

（填“增大”、“不變”或“減小”）。
（2）在2L恒容密閉容器中充入總物質(zhì)的量為8mol的CO₂和H₂發(fā)生反應(yīng)III，改變氫碳比[

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

]，在不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測得的實驗數(shù)據(jù)如表：

溫度/K CO2轉(zhuǎn)換率 n （ H 2 ） n （ C O 2 ）	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2.0	60	43	28	15
3.0	83	62	40	22

①下列說法中正確的是

C

C

（填英文字母）。
A.增大氫碳比，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大
B.v（CH₃OH）=v（CO₂）時，反應(yīng)達(dá)到平衡
C.當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時，達(dá)到平衡
D.當(dāng)混合氣體密度不變時，達(dá)到平衡
②在700K、氫碳比為3.0的條件下，某時刻測得容器內(nèi)CO₂、H₂、CH₃OH、H₂O的物質(zhì)的量分別為2mol、2mol、1mol 和1mol,則此時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的關(guān)系是

A

A

（填英文字母）。
A.v（正）＞v（逆）
B.v（正）＜v（逆）
C.（正）=r（逆）
D.無法判斷
（3）CO₂在一定條件下催化加氫生成CH₃OH，主要發(fā)生三個競爭反應(yīng)（即反應(yīng)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ），為分析催化劑對反應(yīng)的選擇性，在1L恒容密閉容器中充入2.0molCO₂和5.3molH₂，測得反應(yīng)進(jìn)行相同時間后，有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖1所示：

①該催化劑在較低溫度時主要選擇反應(yīng)

Ⅳ

Ⅳ

（“Ⅲ”或“Ⅳ”或“Ⅴ”）。研究發(fā)現(xiàn)，若溫度過高，三種含碳產(chǎn)物的物質(zhì)的量會迅速降低，其主要原因可能是：

溫度升高催化劑活性降低

溫度升高催化劑活性降低

。
②在一定溫度下達(dá)到平衡，此時測得容器中部分物質(zhì)的含量為：n（CH₄）=0.1mol,n（C₂H₄）=0.4mol,n（CH₃OH）=0.5mol。則該溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K（Ⅲ）=

1.92

1.92

L²/mol² （保留兩位小數(shù)）。
（4）常溫下，用NaOH溶液作CO₂捕捉劑不僅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na₂CO₃。欲用1LNa₂CO₃溶液將2.33gBaSO₄固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO₃，則所用的Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度至少為

0.11

0.11

 mol/L （已知：常溫下K_sp（BaSO₄）=1×10^-11，K_sp （BaCO₃）=1×10^-10。忽略溶液體積的變化，保留兩位有效數(shù)字）。
（5）研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO₂零排放，其基本原理如圖2所示。溫度小于900°C時進(jìn)行電解反應(yīng)，碳酸鈣先分解為CaO和CO₂，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，陽極的電極反應(yīng)式為2

CO

2

-

3

-4e^-═2CO₂↑+O₂↑，則陰極的電極反應(yīng)式為

3CO₂+4e^-=C+2

CO

2

-

3

3CO₂+4e^-=C+2

CO

2

-

3

。