2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和．實現(xiàn)CO₂大規(guī)模減排，需要多措并舉，其中碳資源的綜合利用成為重中之重．
Ⅰ．甲醇的制備和利用
（1）甲醇不僅是重要的化工原料，還是性能優(yōu)良的車用燃料．CO₂和H₂在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇：CO₂+3H₂═CH₃OH+H₂O，此反應分兩步進行：
反應Ⅰ：ΔH＞0
反應Ⅱ：Cu/Zn+2H₂+CO₂═Cu/ZnO+CH₃OH   ΔH＜0
①反應Ⅰ的化學反應方程式為

Cu/ZnO+H₂=Cu/Zn+H₂O

Cu/ZnO+H₂=Cu/Zn+H₂O

．
②反應Ⅱ幾乎不影響總反應達到平衡所用的時間，如圖能正確表示Cu/ZnO催化CO₂和H₂合成甲醇反應過程的是

C

C

．（填標號）
A.B.C.D.
（2）工業(yè)上可利用甲醇催化制取丙烯：3CH₃OH（g）?C₃H₆（g）+3H₂O（g）．已知Arrhenius經(jīng)驗公式為Rlnk=-

E

a

T

+C（E_a為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)），上述反應Arrhenius經(jīng)驗公式的實驗數(shù)據(jù)如圖中a線所示，計算該反應的活化能E_a=

31

31

kJ?mol^-1．當改變外界條件時，實驗數(shù)據(jù)如圖中b線所示，則改變的外界條件可能是

更換了更高效的催化劑

更換了更高效的催化劑

．

Ⅱ．二甲醚的制備
（3）二甲醚（CH₃OCH₃）是未來制取低碳烯烴的主要原料之一，也是一種優(yōu)良的潔凈燃料．利用CO₂催化加氫制備二甲醚過程中發(fā)生的化學反應為：
反應Ⅰ：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₁＞0
反應Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₂＜0
反應Ⅲ：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）ΔH₃＜0
①一定條件下，在恒容密閉容器中按

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

=3投料進行上述反應，CO₂的平衡轉化率及CO、CH₃OCH₃、CH₃OH的平衡體積分數(shù)隨溫度變化如圖所示．

曲線X表示的

CH₃OCH₃（或二甲醚）

CH₃OCH₃（或二甲醚）

平衡體積分數(shù)隨溫度變化，溫度從453K上升至573K，CO₂的平衡轉化率變化的原因是

453K到553K，主要發(fā)生反應Ⅱ，反應Ⅱ正反應放熱，溫度升高CO₂的平衡轉化率下降，553K到573K，主要發(fā)生反應Ⅰ，反應Ⅰ正反應吸熱，溫度升高CO₂的平衡轉化率升高

453K到553K，主要發(fā)生反應Ⅱ，反應Ⅱ正反應放熱，溫度升高CO₂的平衡轉化率下降，553K到573K，主要發(fā)生反應Ⅰ，反應Ⅰ正反應吸熱，溫度升高CO₂的平衡轉化率升高

．
②一定溫度下，向體積為1L的恒容密閉容器中通入1molCO₂和3molH₂進行上述反應，反應經(jīng)10min達到平衡，此時CO₂的平衡轉化率為30%，容器中CO（g）為0.05mol,CH₃OH（g）為0.05mol.0～10min,用CH₃OH（g）的物質的量濃度變化表示的平均反應速率v（CH₃OCH₃）=

0.01mol/（L?min）

0.01mol/（L?min）

，反應Ⅲ的化學平衡常數(shù)K=

16

16

．