二氧化碳加氢制甲烷有利于实现“碳达峰、碳中和”，该过程中的主要反应为① ；② 。回答下列问题：

1. 二氧化碳加氢制甲烷有利于实现“碳达峰、碳中和”，该过程中的主要反应为

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 写出甲烷与 $\text{[math]}$ 反应制取水煤气(CO、 $\text{[math]}$ )的热化学方程式：。

(2) 已知部分化学键的键能数据如表所示：

化学键	C-H	H-H	O-H	C=O
键能(kJ/mol)	414	436	463	x

其中x=。

(3) 恒温恒压下，向某密闭容器中充入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，同时发生反应①和②，下列事实能说明反应②达到化学平衡状态的是_______。 A. 容器内气体密度不再变化 B. $\text{[math]}$ C. 气体的平均相对分子质量不再变化 D. 混合气体的总质量不变

(4) 向若干个体积均为2L的恒容密闭容器中均充入1mol $\text{[math]}$ 、3.6mol $\text{[math]}$ ，若只发生反应① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ △H=-165kJ/mol，在不同温度下经过10min测得各容器中 $\text{[math]}$ 的转化率如图所示。

① $\text{[math]}$ 转化率先升高后降低的原因是。

②X点对应的坐标为(400，80)，X点对应 $\text{[math]}$ 的转化率为(保留三位有效数字)；X点对应的容器中压强为 $\text{[math]}$ kPa，则X点对应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 的代数式表示， $\text{[math]}$ 为用分压表示的平衡常数，气体的分压=总压×该气体的物质的量分数)。

③X、Y两点对应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”、“等于”或“小于”)。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数; 化学平衡状态的判断; 化学平衡转化过程中的变化曲线;

【答案】

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综合题普通

在催化剂作用下可将温室气体 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。

I．通过以下反应可获得新型能源二甲醚。

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ________ $\text{[math]}$ 。

（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有___________。

A. 增大 $\text{[math]}$ 浓度，反应①、②的正反应速率都增加

B. 移去部分 $\text{[math]}$ ，反应②、③的平衡均向右移动

C. 加入反应①的催化剂，可提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率

D. 降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小

（3）我国科学者又进一步研究了在 $\text{[math]}$ 催化剂上 $\text{[math]}$ 加氢制甲醇的机理；其主反应历程如图所示( $\text{[math]}$ )。下列说法正确的是___________(填字母)。

A. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%

B. 带*标记的物质是该反应历程中的中间产物

C. 第④步的反应式为 $\text{[math]}$

D. 反应历程中只有 $\text{[math]}$ 键断裂，没有 $\text{[math]}$ 键断裂

II．在 $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在催化剂作用下仅发生上述反应①和②，平衡时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 选择性S[ $\text{[math]}$ ]及 $\text{[math]}$ 的转化率a随温度的变化如图所示。