2023年杭州亚运会开幕式的主火炬创新使用零碳甲醇燃料,助力打造碳中和亚运会,向世界传递绿色亚运精神。目前,我国每生产一吨零碳甲醇可以消耗1.375吨的二氧化碳,实现了二氧化碳的资源化利用。
I.以CO
2为原料加氢可以合成甲醇CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g) ,该反应一般认为可通过如下两个步骤来实现:
①CO
2(g)+H
2(g)

H
2O(g)+CO(g)
ΔH
1=+41kJ·mol
-1②CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g)
ΔH
2=-90kJ·mol
-1(1)总反应的CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g)
ΔH=
_______;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
_______ (填标号)。
A.
B.

C.
D.

(2)反应CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g)达到平衡,下列措施中能使平衡体系中

增大且加快化学反应速率的是___________(填字母)。
A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.再充入1 mol H2 | D.将H2O(g)从体系中分离出去 |
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO
2和2 mol H
2,一定条件下发生反应:CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g),测得CH
3OH(g)浓度随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 3 | 5 | 10 | 15 |
浓度/(mol·L-1) | 0 | 0.3 | 0.45 | 0.5 | 0.5 |
测得该条件下平衡时体系的压强为P,求该反应的K
p=
_______。(可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),在一定温度下K
p=

。其中p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示对应物质的分压,p
B=p
总×

)。
Ⅱ.在催化剂存在的条件下进行以下两个竞争反应:
①CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g)
ΔH
1②CO
2(g)+H
2(g)

CO(g)+H
2O(g)
ΔH
2>0
(4)将n(H
2)/n(CO
2)=3的混合气体充入体积为V L的密闭容器中,相同时间内测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。CH
3OH选择性=

。

①270
oC以后CO
2转化率随温度升高而增大的原因可能是
_______。(写出一条)
②有利于提高CH
3OH选择性的反应条件可以是
_______ (填标号)。
A.升高温度
B.使用更合适的催化剂
C.增大压强
D.原料气中掺入适量的CO