1. (2021高二上·杭州期中) 在 2020 年中央经济工作会议上，我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标，因此利用煤炭或CO ₂ 合成其它高价值化学品的工业生产显得更加重要。

1. （1） 工业上以煤和水为原料通过一系列转化可获得清洁能源氢气。

   已知：① C(s) + O₂(g) = CO ₂ (g) △H ₁ = -393.5kJ·mol ⁻¹

   ② ΔH₂=-571kJ mol⁻¹

   ③H₂O(l) = H₂O(g) △H₁ = +44kJ·mol⁻¹

   则碳与水蒸气反应 C(s) +2H₂O(g)  CO₂(g)+2H₂(g)的 ΔH = 。

3. （2） 工业上也可以仅利用上述反应得到的 CO₂ 和H₂ 进一步合成甲醇：

   CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH(g) + H₂O(g) △H<0

   ①在某 1L 恒温恒容密闭容器中充入 1mol CO₂和 3molH₂发生反应，测得 CO₂(g)和 CH₃OH (g)浓度随时间变化如下图 1 所示。则平衡时H₂ (g)的转化率为，该温度下的平衡常数表达式为 K=。

   

   ②该反应在催化剂 Cu—ZnO—ZrO ₂ 表面进行，主反应历程如图 2 所示(催化剂表面吸附的物种用*标注)，下列说法不正确的是。

   A．该反应的原子利用率为 100%

   B．催化剂可以降低反应活化能

   C．反应②中，断裂和形成的共价键至少有 2种

   D．使用催化剂可以提高反应的转化率

5. （3） 将合成的甲醇进行水蒸气重整是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。该制氢(SRM)系统简单，产物中2H 含量高、CO 含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，反应如下：

   反应Ⅰ(主)：CH₃OH(g) + H₂O(g)  CO₂(g) +3H₂(g) △H ₁ >0

   反应Ⅱ(副)：CO₂(g) + H ₂ (g)  CO(g) + H₂O(g) △H ₂ >0

   温度高于 300℃会同时发生反应Ⅲ：CH₃OH(g) CO(g) + 2H ₂ (g)

   ①反应 1能够自发进行的条件是。

   ②升温有利于提高 CH ₃ OH 转化率，但也存在一个明显的缺点是。

   ③写出一条能提高 CH₃OH 转化率而降低 CO生成率的措施。