“有序介孔碳”和“納米限域催化”的研究雙雙獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
利用介孔限域催化溫室氣體CO₂加氫制甲醇，再通過(guò)甲醇制備燃料和化工原料等，是解決能源問(wèn)題與實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的主要技術(shù)之一。反應(yīng)如下：
i.CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁
ii.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41.2kJ?mol^-1
iii.CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）ΔH₃=-90.6kJ?mol^-1
（1）ΔH₁=

-49.4kJ?mol^-1

-49.4kJ?mol^-1

。
（2）絕熱條件下，將H₂、CO₂以體積比1：1充入恒容密閉容器中，若只發(fā)生反應(yīng)ii。下列可作為反應(yīng)ii達(dá)到平衡的判據(jù)是

cd

cd

。
a.c（CO）與c（H₂O）比值不變
b.容器內(nèi)氣體密度不變
c.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變
d. 

c

（

CO

）

?

c

（

H

2

O

）

c

（

H

2

）

?

c

（

C

O

2

）

不變
（3）將H₂、CO₂以體積比3：1充入恒容密閉容器中，在某介孔限域催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)i和ii。CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率及CH₃OH的選擇性（生成目標(biāo)產(chǎn)物所消耗的反應(yīng)物的物質(zhì)的量與參與反應(yīng)的反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比）隨溫度變化曲線如圖所示：

①CO₂加氫制甲醇，

高

高

溫（填“高”或“低”，下同）有利于提高反應(yīng)速率，

低

低

溫有利于提高平衡時(shí)CH₃OH的產(chǎn)率。結(jié)合如圖闡述實(shí)際選用300～320℃反應(yīng)溫度的原因：

溫度低，反應(yīng)速率太慢，且CO₂轉(zhuǎn)化率低，溫度高，甲醇選擇性低

溫度低，反應(yīng)速率太慢，且CO₂轉(zhuǎn)化率低，溫度高，甲醇選擇性低

。
②312℃時(shí)反應(yīng)i的K_x=

0

.

1

3

.

8

×

0

.

125

3

.

8

0

.

875

3

.

8

×

（

2

.

675

3

.

8

）

3

0

.

1

3

.

8

×

0

.

125

3

.

8

0

.

875

3

.

8

×

（

2

.

675

3

.

8

）

3

。（K_x是以組分體積分?jǐn)?shù)代替物質(zhì)的量濃度表示的平衡常數(shù)，列計(jì)算式）
（4）近日，我國(guó)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在單原子Cu/ZrO₂催化時(shí)，反應(yīng)i的歷程以及中間體HCOO^*與CH₃O^*物質(zhì)的量之比隨時(shí)間變化圖如圖
第一步CO₂+H₂→HCOO^*+H^*
第二步HCOO^*+2H₂→CH₃O^*+H₂O
第三步CH₃O^*+H^*→CH₃OH
下列說(shuō)法正確的是

bd

bd

。
a.任何溫度下，反應(yīng)i均可自發(fā)進(jìn)行
b.升高溫度時(shí)，三步反應(yīng)速率均加快
C．用不同催化劑催化反應(yīng)可以改變反應(yīng)歷程，提高平衡轉(zhuǎn)化率
d.反應(yīng)歷程中，第二步反應(yīng)的活化能最高，是反應(yīng)的決速步驟
（5）運(yùn)用單原子Cu/ZrO₂催化CO₂加氫制甲醇時(shí)，可在180℃實(shí)現(xiàn)甲醇選擇性100%，開(kāi)拓了單原子催化劑應(yīng)用的空白。請(qǐng)寫(xiě)出基態(tài)銅原子價(jià)層電子軌道表達(dá)式：

。