1 . CO₂和CH₄合成CH₃COOH对实现“碳中和”目标具有重要意义。回答下列问题：
(1)25℃时，CH₄和CH₃COOH的燃烧热分别为890.3kJ·mol^-1和873.7kJ·mol^-1，写出CO₂和CH₄合成CH₃COOH(l)的热化学方程式___________。
(2)在硫酸酸化的ZrO₂催化剂表面发生反应时，涉及多个基元反应，反应经历pathA，pathB两个路径，其能量变化如下图所示。吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS1、TS2、TS3表示过渡态。

①物质从催化剂表面脱附的过程___________(填“放出热量”或“吸收热量”)。
②上述基元反应pathA路径中，速率最慢的一步的反应方程式为___________。
③pathA和pathB路径相比，___________更容易进行。
(3)已知能自发进行，   ，下列说法正确的是___________。

A．25℃时，该反应能自发进行

B．降低温度能提高CH4的平衡转化率

C．，反应达平衡状态

D．温度越高反应速率越快

(4)以CuO-ZrO₂作催化剂，CO₂、CH₄投料比为1：1，300℃反应，平衡时CH₄转化率为12%，CH₃COOH选择性为95%，则CH₃COOH的平衡产率为___________。(选择性指转化为目标产物的某反应物的质量与发生反应的该反应物的质量之比)
(5)立方ZrO₂的晶胞如图，晶胞参数为apm，O^2-和Zr⁴⁺间的最小距离为___________pm，晶体密度为___________g·cm^-3。(列出计算式，阿伏加德罗常数的值用表示)

3 . 乙二醇是一种重要的化工原料，可用于生产聚酯纤维、防冻剂、增塑剂等。由合成气直接法制乙二醇的主要反应如下：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
(1)已知298K、101kPa下，，，则_______。
(2)在恒压密闭容器中充入合成气，仅考虑发生反应Ⅰ，维持10%转化率，所需反应条件(温度、压强)如表：

温度T/K	298.15	300	354.7	400
压强P/kPa	5.73	6.38	49.27	260.99
反应Ⅰ平衡常数K			1

则____________(填“>”或“<”)0，随着温度升高所需压强增大的原因是_____________________。
(3)在2L刚性容器中充入合成气，总压，温度473K，催化剂(含)下进行反应。
①测得和的时空收率分别为和(时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量)，则用表示的反应速率为_____________。
②平衡时，若和体积分数相等，的分压为，则的选择性为_______，反应Ⅰ的平衡常数___________(用含x的式子表示)。(已知：的选择性；分压＝总压×物质的量分数。)
(4)合成气直接法制乙二醇的反应Ⅰ、反应Ⅱ的反应历程(部分)如图1，一定条件下CO分压对选择性影响如图2所示。

   

图1(TS表示过渡态，*表示吸附在催化剂表面)
   图2
结合图1，图2，从速率角度解释CO分压增大选择性升高的原因_________________。

4 . 二甲醚又称甲醚，是一种十分重要的化工原料，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。一定条件下，利用合成气(CO、H₂)合成二甲醚，其中主要包括以下三个相互联系的反应：
i.合成气合成甲醇：CO(g) +2H₂ (g) CH₃OH(g)；
ii.甲醇脱水生成二甲醚：2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+ H₂O(g)；
iii.水煤气变换反应：CO(g)+ H₂O(g) CO₂(g)+ H₂(g)。
请回答下列问题：
(1)已知相关物质变化的焓变如图1所示，写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式： _______。

(2)有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al₂O₃)、压强为5.0 MPa的条件下，由CO和H₂直接制备二甲醚，结果如图2所示，其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_______。

(3)实验室模拟上述合成过程，在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H₂，连续发生以上i、ii、iii反应，2 h后达到平衡，测得混合体系中各组分浓度如下表：

物质	H2	CH3OH	H2O	CO2
物质的量浓度/(mol·L-1)	l.44	0. 78	0. 12	0.84

①平衡后，整个过程中CO的转化率为_______；v(CH₃OCH₃)=_______mol· L^-1· h^-1。
②反应ii的K=_______(保留两位小数)。
(4)合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示，电极A上H₂参与的电极反应为 _______，假设催化炉产生的CO与H₂的物质的量之比为2：1，电极A处产生的CO₂有部分参与循环利用，其利用率为_______。

5 . 有效去除烟气中的是环境保护的重要课题。
(1)O₃能将NO和NO₂转化成绿色硝化剂N₂O₅。已知下列热化学方程式：



则反应的_______。
(2)一种通过和的相互转化脱除的原理如图1所示。脱除的总反应为_______。

(3)NH₃在催化剂作用下能与烟气(主要为空气，含少量NO_x)中的NO_x反应，实现NO_x的脱除。常见的催化剂有V₂O₅等。反应的催化剂附在载体的表面，该载体为Ti的氧化物，其有两种晶体类型，分别如图2(a)、(b)所示，其中晶体a比表面积大，附着能力强，可用作载体，一定温度下可转化为晶体b。在V₂O₅催化下，NO_x的脱除机理如图3所示。

①晶体b的化学式为_______。
②转化IV中，V元素化合价的变化为_______。
③脱除NO_x时须控制反应的温度，实验发现，其他条件一定，当温度过高时，NO_x的脱除率会降低，原因除高温下不利于NH₃的吸附、催化剂本身活性降低外，还可能的原因是_______和_______。

6 . 清洁能源的综合利用可有效降低碳排放，是实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。
(1)以环己烷为原料通过芳构化反应生产苯，同时可获取氢气。图甲是该反应过程中几种物质间的能量关系。

芳构化反应：(g)→(g)+3H₂(g) _______kJ/mol。
(2)和合成乙醇反应为：。将等物质的量的和充入一刚性容器中，测得平衡时的体积分数随温度和压强的关系如图乙。

①压强P₁_______P₂(填“>”“=”或“<”，下同)，a、b两点的平衡常数Ka_______Kb。
②已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，为探究m、n两种催化剂的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得图丙曲线。

在m催化剂作用下，该反应的活化能_______J/mol。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是_______(填“m”或“n”)，判断理由是_______。
(3)和CO合成甲烷反应为：。T℃将等物质的量CO和H₂充入恒压(200KPa)的密闭容器中。已知逆反应速率，其中p为分压，该温度下。反应达平衡时测得v_正=。CO的平衡转化率为_______，该温度下反应的Kp=_______(用组分的分压计算的平衡常数)。

8 . 2021年11月2日，第四届世界顶尖科学家碳大会——通往“双碳目标”的科技之路论坛在上海召开。我国科学家刘科提到了绿色甲醇技术，将CO₂转化为甲醇是实现碳达峰、碳中和的一种非常重要的路径。回答下列问题：
(1)已知H₂(g)和CH₃OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ·mol^-1、726.5kJ·mol^-1，则CO₂与H₂反应生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为_____。
(2)最近科学家采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现CO₂电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，反应历程如图所示：

①反应容易得到的副产物有CO和CH₂O，其中相对较少的副产物为_____。
②上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中_____(填字母)的能量变化。
A.*CO+*OH→*CO+*H₂O B.*CO+*H₂O→*CO
C.*OCH₂→*OCH₃ D.*OCH₃→*CH₃OH
(3)一定条件下，在1L恒容密闭容器中充入1molCO₂和3molH₂发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，温度对CO₂平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图所示：

①下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是_____(填字母)。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.CO₂、H₂、CH₃OH、H₂O的物质的量之比为1∶3∶1∶1
D.H₂O(g)和CO₂(g)的生成速率之比为1∶1
②反应速率：v_正(M)_____(填“大于”“小于”“等于”或“无法判断”，下同)v_逆(N)，化学平衡常数：K_M_____K_N。
③M点甲醇的体积分数为_____，该温度下，反应的平衡常数K=_____。
④已知：反应速率v=v_正-v_逆=k_正c(CO₂)·c³(H₂)-k_逆c(CH₃OH)·c(H₂O)，k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，则Q点时=_____(保留2位小数)。