碳達峰、碳中和是現(xiàn)在需要繼續(xù)完成的環(huán)保任務，CO₂的綜合利用成為熱點研究對象，CO₂作為碳源加氫是再生能源的有效方法，CO₂加氫可以合成甲醇，Olah提出“甲醇經濟”概念，認為甲醇會在不久的將來扮演不可或缺的角色，通過CO₂加氫生產甲醇是有希望的可再生路線之一，該過程主要發(fā)生如下反應：
反應Ⅰ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₁
反應Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₂=-41.1kJ?mol^-1
（1）①相關鍵能如下表，則ΔH₁=

+43kJ/mol

+43kJ/mol

，該反應的活化能E_a（正）

大于

大于

E_a（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）。

化學鍵	H-H	C≡O	O-H	C=O
鍵能/（kJ?mol-1）	436	1071	464	803

②若K₁、K₂分別表示反應Ⅰ、反應Ⅱ的平衡常數(shù)，則CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數(shù)K=

K

2

K

1

K

2

K

1

（用含K₁、K₂的代數(shù)式表示）。
③已知CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）的正反應速率v_正=kc（CO₂）c³（H₂）（ k為正反應的速率常數(shù)），某溫度時測得數(shù)據(jù)如下：

	c（CO2）/（mol?L-1）	c（H2）/（mol?L-1）	v正/（mol?L-1?min-1）
1	0.02	0.01	2.0×10-4
2	0.02	0.02	a

則此溫度下表中a=

1.6×10^?3

1.6×10^?3

。
（2）據(jù)文獻報道，Cu基納米材料作為高性能催化劑可將CO₂電還原為高能量密度的CH₃OH，不同催化劑對生成CH₃OH的法拉第效率與電極電勢的變化如圖所示（已知法拉第效率是指實際生成物和理論生成物的百分比），為了保證生成甲醇的法拉第效率，最合適的電勢及最佳催化劑是

?1.0V、Cu₆（S）

?1.0V、Cu₆（S）

。

（3）在催化劑作用下，發(fā)生上述反應Ⅰ、Ⅱ，達平衡時CO₂的轉化率隨溫度和壓強的變化如圖，判斷p₁、p₂、p₃的大小關系：

p₁＞p₂＞p₃

p₁＞p₂＞p₃

，解釋壓強一定時，CO₂的平衡轉化率呈現(xiàn)如圖變化的原因：

TK之前以反應Ⅰ為主，轉化率隨著溫度升高而增大，TK之后以反應Ⅱ為主，轉化率隨著溫度升高而降低

TK之前以反應Ⅰ為主，轉化率隨著溫度升高而增大，TK之后以反應Ⅱ為主，轉化率隨著溫度升高而降低

。

（4）某溫度下，初始壓強為p,向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molCO₂、3molH₂發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ，平衡時CO₂的轉化率是50%，體系內剩余1molH₂，反應Ⅱ的平衡常數(shù)K=

2

2

L²?mol^-2。