3 . 为改变能源结构和缓解环境压力，对甲烷等传统化石燃料的深度处理和综合利用成为当今研究的热点之一。甲烷催化制乙炔的反应体系中主要涉及如下反应：
I.2CH₄(g)C₂H₂(g)+3H₂(g) ΔH₁=+376.6kJ·mol^-1；
II.CH₄(g)C(s)+2H₂₍g) ΔH₂=+75kJ·mol^-1；
III.CO₂(g)+C(s)2CO(g) ΔH₃=+172kJ·mol^-1；
IV.CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) ΔH₄=+41kJ·mol^-1。
回答下列问题：
(1)CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)ΔH=____。
(2)一定温度下，K_c(III)=0.1mol·L^-1、K_c(IV)=0.2(K_c是用平衡浓度表示的平衡常数)，向恒容密闭容器中充入一定量CH₄和CO₂，5min末达到平衡时测得反应体系中c(CO)：c(H₂O)=5：1。则5min末，容器内H₂的平衡浓度c(H₂)=____mol·L^-1。
(3)反应中催化剂活性会因反应II而降低，同时反应III又会消除催化剂表面的积碳。催化剂表面生成碳的速率方程为v=(其中k表示速率常数)，则一定温度下，减少催化剂表面积碳量的措施为____。
(4)一定温度下，将2molCH₄充入5L恒容密闭容器中发生反应I，实验测得反应前容器内压强为0.1MPa，容器内各气体分压与时间的关系如图1所示。该温度下，反应I的平衡常数K_c=____mol²·L^-2；16min时改变容器容积，图1中能表示C₂H₂的分压与时间变化关系的曲线为____(填“L₁”“L₂”“L₃”或“L₄”)，原因为____。

(5)有学者结合实验和计算机模拟结果，报道了如图2所示的反应IV的一种反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用“●”标注。反应速率最大的步骤对应的化学方程式为____；TS3对应的步骤适合在____(填“高温”或“低温”)条件下进行。

5 . 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题：
(1)利用CH₄-CO₂干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。
①该反应一般认为通过如下步骤来实现：
I．CH₄(g)=C(ads)+2H₂(g)
II．C(ads)+CO₂(g)=2CO(g)
上述反应中C( ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示：

①反应I是___________(填“ 慢反应”或“快反应”)，CH₄-CO₂干重整反应的热化学方程式为_____。(选取图中E₁、E₂、E₃、E₄、E₅表示反应热)。
②在恒压条件下，等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图1所示。已知在干重整中还发生了副反应：H₂(g)+CO₂(g)=H₂O(g)+CO(g) ΔH＞ 0，则表示CO₂平衡转化率的是曲线___________ (填“ A”或“B") ，判断的依据是___________。
③在恒压p 、800 K条件下，在密闭容器中充入等物质的量的CH₄(g)和CO₂(g) ，若曲线A对应物质的平衡转化率为40%，曲线B对应物质的平衡转化率为20%，则以上反应平衡体系中n(H₂)： n(H₂O)=___________，则干重整反应的平衡常数K_p___________ (用平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。

(2)二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法，已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS表示始态，TS表示过渡态，FS表示终态， *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性，其原因可能是___________。

(3)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO₂，其原理如图所示。

①写出与电源正极相连一极上的电极反应式：___________。
②下列说法正确的是___________(填字母)。
A．循环液1和循环液2中的阴离子种类相同
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．水的电离程度：处理后海水1＞处理后海水2
D．该方法可以同时将海水进行淡化

6 . 我国科学家利用Co的化合物在Fe(OH)₂氧化过程中的催化作用，促进了电催化过程中流失的Fe催化活性中心的原位自修复(Fe再沉积的主要反应过程) ，反应机理如图所示。下列说法错误的是

A．反应过程中CoOOH为催化剂

B．图中各反应不能在酸性条件下进行

C．存在反应Co(OH)2+OH- -e- =CoOOH+H2O

D．图中所示物质之间的转化有非极性键的形成和断裂

7 . 科研人员提出了CO₂羰基化合成甲醇的反应机理，其主要过程示意图如图(图中数字表示键长的数值)。

下列说法不正确的是

A．该过程中，CO2被还原

B．该过程中发生了3次加成反应

C．由上图可知，化学键的键长会受到周围基团的影响

D．该过程原子利用率达到100%

8 . 为实现我国政府提出的2060年碳中和目标，须控制CO₂的排放。
(1)请写出CO₂与C反应生成CO的热化学方程式_______。
已知：
①4CO(g)+Fe₃O₄(s)=3Fe(s)+4CO₂(g) ΔH=-14kJ·mol^-1
②3Fe(s)+2O₂(g)=Fe₃O₄(s) ΔH=-1118kJ·mol^-1
③C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH=-394kJ·mol^-1
若在恒温密闭容器中发生反应①，当反应达到平衡后充入CO₂，重新达到平衡后容器中的变化情况是_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应②在_______(填“低温”或“高温”)条件下更有利于反应的自发进行。
(2)已知：CO₂(g)+CH₄(g)→2CO(g)+2H₂(g)，为研究温度、压强变化对此反应的影响，某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入a mol CH₄、b mol CO₂，测得反应过程中CO₂的平衡转化率与温度(K)、压强(kPa)的关系如图所示。欲使X点时CH₄的转化率>60％，则a_______b(填“>”、“=”或“<”)；若两种压强下通入气体的量相同，则正反应速率v(Y)_______v(X)，ΔH_______0(填“>”、“=”或“<”)。

(3)CO₂在Cu-ZnO催化下，可同时发生如下反应I和II。
I.CO₂(g)+3H₂(g)→CH₃OH(g)+H₂O(g)
II.CO₂(g)+H₂(g) →CO(g)+H₂O(g)
在Cu-ZnO存在的条件下，保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO₂及H₂，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如下表：

	CO2	H2	CH3OH	CO	H2O(g)	总压/kPa
起始/mol	5.0	7.0	0	0	0	p0
平衡/mol			n1		n2	p

若反应I、II均达平衡时，p₀=1.2p，则表中n₁=_______；若此时n₂=3，则反应I的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。计算结果用含总压p的最简分式表示)。

10 . 二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为
I．CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)△H₁
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅱ．CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.4kJ/mol
Ⅲ．CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)△H₃=-90.5kJ/mol
则△H₁=__________。
(2)科学家研究发现，上述反应历程包含7步基元反应，在铜催化剂表面发生反应时，各基元反应在不同铜原子晶面Cu(100)、Cu(110)、Cu(111)反应的能量变化如下表所示。(*指微粒吸附在催化剂表面。)

基元反应	△H/eV
	Cu(100)	Cu(110)	Cu(111)
CO2+H*COOH*	0.52	0.34	0.79
COOH*CO*+OH*	-0.26	-0.33	-0.11
OH*+H*H2O	-0.10	0.10	-0.34
CO*+H*HCO*	0.55	0.50	0.66
HCO*+H*CH2O	-0.53	-0.27	-0.69
CH2O+H*CH3O*	-1.02	-1.10	-0.78
CH3O*+H*CH3OH	-0.24	-0.10	-0.41

根据上表数据，在Cu(111)晶面的反应历程中，决定反应速率的基元反应是__________，该制甲醇的反应历程更容易在__________晶面发生。
(3)在p=4.00MPa、原料气n(H₂)：n(CO₂)=3.4、铜催化剂的反应条件下，温度对CO₂转化率、甲醇产率、甲醇选择性的影响如下图所示。

①CO₂的转化率随温度升高而增大的原因可能是__________；
②CH₃OH的选择性随温度升高而减小的原因可能是__________；
③计算240℃时反应Ⅱ的压强平衡常数__________ (列出计算式即可)。
(4)除调控合适的温度外，使CH₃OH的选择性增大的方法有__________。