CH4和CO2两种温室气体的共活化转化对实现“碳中和”有重要意义，它们和C2H2反应可以生成乙酸乙烯酯(CH3COOCH=CH2)。

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1. CH₄和CO₂两种温室气体的共活化转化对实现“碳中和”有重要意义，它们和C₂H₂反应可以生成乙酸乙烯酯(CH₃COOCH=CH₂)。

(1) 已知：

①CH₄(g)+CO₂(g)=CH₃COOH(g) ∆H₁=+36.2kJ·mol⁻¹

②CH₃COOH(g)+C₂H₂(g)=CH₃COOCH=CH₂(g) ∆H₂=−109.6kJ·mol⁻¹

计算反应③CO₂(g)+CH₄(g)+C₂H₂(g)=CH₃COOCH=CH₂(g)的∆H₃=kJ·mol⁻¹。热力学上，此反应若要自发进行，应该在(填“高温”或“低温”)条件下。

(2) 在密闭容器中，不同压强下按物质的量比1：1：1投料发生反应③，平衡时乙酸乙烯酯的物质的量分数随温度的变化曲线如图。

①压强p₁100kPa(填“>”、“<”或“=”)。

②在600K、100kPa下，反应③经tmin后达到平衡，此时间段内CO₂分压的平均变化率为kPa·min⁻¹。

③在600K、100kPa下，反应的平衡常数K_p=。

(3) CH₄和CO₂在催化剂(Cu基或Zn基)作用下生成乙酸的反应历程如图I所示(*表示吸附态)。已知： $\text{[math]}$ ，其中k为速率常数，E_a为活化能，R、A为常数，lnk~ $\text{[math]}$ 变化关系如图Ⅱ所示。

①使用Zn基催化剂时，决速步骤的化学方程式为。

②图Ⅱ中b对应的催化剂是(填“Cu基”或“Zn基”)。

【考点】

盖斯定律及其应用; 化学平衡常数;

【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。