載人航天器是航天員賴以生存的空間，必須給航天員提供基本的生存條件，涉及氧氣再生，二氧化碳清除，水處理等。
（1）國(guó)際空間站處理CO₂的一個(gè)重要方法是將CO₂還原，發(fā)生薩巴蒂爾反應(yīng)，方程式如下：
CO₂（g）+4H₂（g）

催化劑

2H₂O（g）+CH₄（g）
薩巴蒂爾反應(yīng)生成的水可電解產(chǎn)生氧氣，實(shí)現(xiàn)氧再生。
①已知H₂O（g）=H₂O（l）ΔH=-44kJ/mol,H₂的燃燒熱ΔH為286kJ/mol,CH₄的燃燒熱ΔH為-890.6kJ/mol,則薩巴蒂爾反應(yīng)的ΔH

-165.4kJ/mol

-165.4kJ/mol

。有利于薩巴蒂爾反應(yīng)的條件是

D

D

。
A.高溫高壓
B.低溫低壓
C.高溫低壓
D.低溫高壓
②在恒容密閉容器中加入CO₂和H₂，其分壓分別20kPa和40kPa,一定條件下發(fā)生薩巴蒂爾反應(yīng)。某時(shí)刻測(cè)得H₂O（g）的分壓15kPa,CH₄的反應(yīng)速率v（CH₄）=1.2×10^-6p（CO₂）p⁴（H₂）（kPa?s^-1），則該時(shí)刻v（H₂）=

0.6kPa?s^-1

0.6kPa?s^-1

。
（2）已知薩巴蒂爾反應(yīng)Ⅰ發(fā)生的同時(shí)也會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Ⅱ：
反應(yīng)ⅠCO₂（g）+4H₂（g）

催化劑

2H₂O（g）+CH₄（g）ΔH₁
反應(yīng)ⅡCO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41.2kJ/mol
將CO₂和H₂按體積比1：4混合（n_總=5 mol），勻速通入裝有Ru/TiO₂催化劑的反應(yīng)容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)相同時(shí)間，CO₂轉(zhuǎn)化率、CH₄和CO選擇性（選擇性：轉(zhuǎn)化的CO₂中生成CH₄或CO的百分比）隨溫度變化曲線分別如圖所示。

①a點(diǎn)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正（a）

＞

＞

v逆（a）（填“＞*“-”或“＜“）。
②Ru/TiO₂催化劑在較低溫度主要選擇

反應(yīng)Ⅰ

反應(yīng)Ⅰ

（填“反應(yīng)Ⅰ”或“反應(yīng)Ⅱ”），試從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度分析其原因

催化劑降低反應(yīng)Ⅰ的活化能，對(duì)于反應(yīng)Ⅱ的活化能影響較小或無(wú)影響

催化劑降低反應(yīng)Ⅰ的活化能，對(duì)于反應(yīng)Ⅱ的活化能影響較小或無(wú)影響

。
③350℃～400℃溫度區(qū)間，CO₂轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)減小的變化趨勢(shì)，其可能原因是

AB

AB

。
A.催化劑活性降低
B.平衡常數(shù)變小
C.副反應(yīng)增多
D.反應(yīng)活化能增大
④350℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器體積為5L，求該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=

625L²/mol²

625L²/mol²

。