4 . 2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。中国空间站开启有人长期驻留时代。空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO₂转化为CH₄和水蒸气，配合O₂生成系统可实现O₂的再生。回答下列问题：
Ⅰ. 萨巴蒂尔反应为：CO₂(g)+ 4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g)△H₁
(1)常温常压下，已知：①和的燃烧热()分别为-285.5 kJ/mol和-890.0 kJ/mol；
② △H₂=+44.0 kJ/mol。则=___________ kJ/mol。
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO₂、H₂，其分压分别为15kPa、 30kPa， 加入催化剂并加热使其发生萨巴蒂尔反应。研究表明CH₄的反应速率v(CH₄)= 1.2×10^-6p(CO₂)p⁴(H₂) (kPa﹒s^-1)， 某时刻测得H₂O(g)的分压为10kPa，则该时刻v(H₂)=___________。
(3)研究发现萨巴蒂尔反应的历程，前三步历程如图所示。其中吸附在Pt/SiO₂催化剂表面用“﹒”标注，Ts 表示过渡态。从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会___________(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。

Ⅱ.某研究团队经实验证明，CO₂在一定条件下与H₂O发生氧再生反应:
CO₂(g)+ 2H₂O(g) CH₄(g)+2O₂(g)△H₁=
(4)恒压条件时，按投料，进行氧再生反应，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。

350℃时，A点的平衡常数为______(填计算结果)。为提高CO₂的转化率，除改变温度外，还可采取的措施为____________。
(5)氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现；反应机理如图所示：

①光催化CO₂转化为CH₄的阴极方程式为__________________。
②催化剂的催化效率和CH₄的生成速率随温度的变化关系如图所示。300℃到400℃之间，CH₄生成速率加快的原因是_____________。

5 . 2022年北京冬奥会首次采用氢能作为火炬燃料，体现绿色奥运理念。工业上利用天然气制备氢气，还能得到乙烯、乙炔等化工产品，有关反应原理如下：
反应1：2CH₄(g)C₂H₂(g)+3H₂(g) ΔH₁
反应2：2CH₄(g)C₂H₄(g)+2H₂(g) ΔH₂
请回答下列问题：
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)数据如下：

物质	CH4(g)	C2H2(g)	C2H4(g)	H2(g)
燃烧热(ΔH)/(kJ/mol)	-890.3	-1299.5	-1411.0	-285.8

①写出表示C₂H₂(g)燃烧热的热化学方程式：_______。
②上述反应中，ΔH₁-ΔH₂=_______kJ·mol^-1。
③已知反应1的ΔS=+220.2 J·mol^-1·K^-1，则下列所给温度能使该反应自发进行的是_______(填标号)。
A．0℃               B．25℃               C．1250℃            D．2 000℃
(2)在恒温恒容密闭容器中充入适量CH₄发生上述反应1和反应2，下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。

A．气体总压强不随时间变化	B．气体密度不随时间变化
C．气体平均摩尔质量不随时间变化	D．H2体积分数不随时间变化

(3)2CH₄(g)C₂H₂(g)+3H₂(g)的速率方程为v_正=k_正c²(CH₄)，v_逆=k_逆c(C₂H₂)·c³(H₂)(k_正、k_逆为正、逆反应速率常数，与温度有关)。其他条件相同，T₁℃达到平衡时k_正=1.5k_逆，T₂℃达到平衡时k_正=3. 0k_逆。由此推知，T₁_______T₂(填“＞”“＜”或“=”)。
(4)一定温度下，在总压强保持恒定为121 kPa时，向某密闭容器中充入CH₄和N₂组成的混合气体( N₂不参与反应)，测得CH₄的平衡转化率与通入气体中CH₄的物质的量分数的关系如图所示。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

①图中随着通入气体中CH₄的物质的量分数的增大，甲烷的平衡转化率降低的主要原因是_______。
②已知M点乙炔的选择性为75% [乙炔的选择性=×100%]。该温度下，反应2的平衡常数K_p=_______kPa(结果保留2位有效数字，K_p是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

9 . 二氧化碳是常见的温室气体，的回收利用是环保领域研究的热点课题。请回答下列问题：
(1)利用和合成甲醇，下列为合成甲醇的有关化学方程式：
①   
②   
③   
上述反应中___________。
(2)以与为原料可以合成尿素[]，合成尿素的反应为。
①在不同温度及不同y值下合成尿素，达到平衡时，氨气转化率的变化情况如图所示，该反应的___________(填“>”“<”或“=”，下同)0，其他条件相同时，若y表示压强，则___________，若y表示反应开始时的氨碳比[]，则___________。

②T℃时，若向某压强为的恒压密闭容器中充入和，发生反应，达到平衡时，容器的体积变为开始时的，该条件下的平衡转化率为___________，T℃时，该反应的平衡常数___________(用含的代数式表示，利用各物质的平衡分压计算)。再向该容器中充入和，的反应速率：___________(填“>”“<”或“=”)。
(3)某甲醇燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L2溶液，电极a的电极反应式为___________，当导线中有1mol转移时，左右两侧溶液的质量差为___________g(假设反应物耗尽，忽略气质子交换膜体的溶解)。