甲醇是一種基本的有機(jī)化工原料，用途十分廣泛。應(yīng)用CO₂催化加氫規(guī)模化生產(chǎn)甲醇是綜合利用CO₂，實現(xiàn)“碳達(dá)峰”的有效措施之一。我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)二氧化碳電催化還原制甲醇的反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH，需通過以下兩步實現(xiàn)：
Ⅰ.CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）ΔH₁
Ⅱ.CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）ΔH₂
（1）反應(yīng)過程中各物質(zhì)的相對能量變化情況如圖所示。

ΔH₂=

-90kJ/mol

-90kJ/mol

。
（2）若CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔS=-175J?mol^-1?K^-1，下列溫度下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的是

A

A

（填序號）。
A．5℃
B．10℃
C．50℃
D．500℃
（3）恒壓下，分別向無分子篩膜和有分子篩膜（能選擇性分離出H₂O）的兩個同體積容器中通入1molCO₂和3molH₂，甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。溫度相同時，有分子篩膜的容器中甲醇的產(chǎn)率大于無分子篩膜的原因為

分子篩膜能不斷分離出H₂O（g），有利于反應(yīng)正向進(jìn)行

分子篩膜能不斷分離出H₂O（g），有利于反應(yīng)正向進(jìn)行

。

（4）按照n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，在恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)變化如圖所示。

①壓強(qiáng)P₁、P₂、P₃由大到小的順序是

P₃＞P₂＞P₁

P₃＞P₂＞P₁

。
②壓強(qiáng)為P₂時，溫度高于670℃之后，隨著溫度升高平衡轉(zhuǎn)化率增大的原因是

ΔH₁＞0，ΔH₂＜0，升高溫度，反應(yīng)Ⅰ正向移動，反應(yīng)Ⅱ逆向移動，670℃之后，反應(yīng)Ⅰ起主導(dǎo)作用，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率增大

ΔH₁＞0，ΔH₂＜0，升高溫度，反應(yīng)Ⅰ正向移動，反應(yīng)Ⅱ逆向移動，670℃之后，反應(yīng)Ⅰ起主導(dǎo)作用，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率增大

。
③同時增大CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率和CH₃OH的產(chǎn)率可采取的措施是

增大壓強(qiáng)

增大壓強(qiáng)

。
④一種應(yīng)用雙極膜（由陽離子和陰離子交換膜構(gòu)成）通過電化學(xué)還原CO₂制備甲醇的電解原理如圖所示。催化電極的電極反應(yīng)式為

C

O

2

+

6

HC

O

-

3

+

6

e

-

=

C

H

3

OH

+

6

C

O

2

-

3

+

H

2

O

C

O

2

+

6

HC

O

-

3

+

6

e

-

=

C

H

3

OH

+

6

C

O

2

-

3

+

H

2

O

，雙極膜內(nèi)每消耗18g水，理論上石墨電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下

5.6

5.6

LO₂。