運用催化轉化法實現(xiàn)二氧化碳的碳捕集和碳利用有利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”。
Ⅰ.利用溫室氣體CO₂和CH₄制備合成氣，計算機模擬單個CO₂分子與CH₄分子的反應歷程如圖1所示：

已知：leV為1電子伏特，表示一個電子經(jīng)過1伏特的電位差加速后所獲得的動能。
（1）制備合成氣CO、H₂總反應的熱化學方程式為

CO₂（g）+CH₄（g）=2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+（E₅-E₁）N_AeV/mol

CO₂（g）+CH₄（g）=2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+（E₅-E₁）N_AeV/mol

。
（2）向密閉容器中充入等體積的CO₂和CH₄，測得平衡時壓強對數(shù)lgp（CO₂）和lgp（H₂）的關系如圖2所示。（壓強的單位為MPa）

①T₁

＞

＞

T₂（填“＞”“＜“或“=”）。
②溫度為T₁時，該反應的壓強平衡常數(shù)K_p=

0.01或0.01（MPa）²

0.01或0.01（MPa）²

。
Ⅱ.合成氣制取甲醇（CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）ΔH＜0）。在T₃℃時，體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H₂和CO，反應達到平衡時CH₃OH的體積分數(shù)（V%）與

n

（

H

2

）

n

（

CO

）

的關系如圖3所示。
（3）當起始

n

（

H

2

）

n

（

CO

）

=2，經(jīng)過5min達到平衡，0～5min內(nèi)平均反應速率v（H₂）=0.1mol?L^-1?min^-1，則該條件CO的平衡轉化率為

50%

50%

；若其它條件不變，在T₄℃（T₄＞T₃）下達到平衡時CO的體積分數(shù)可能是

C

C

（填標號）。
A.＜

1

4

B.=

1

4

C.

1

4

～

1

3

D.=

1

3

E.＞

1

3

（4）當

n

（

H

2

）

n

（

CO

）

=3.5時，達到平衡狀態(tài)后，CH₃OH的體積分數(shù)可能是圖象中的

D

D

點（選填“D”“E”或“F”）。
Ⅲ.電化學法制備甲醇（CO+2H₂=CH₃OH）的工作原理如圖4所示：
（5）通入CO的一端發(fā)生的電極反應式為

CO+4e^-+4H⁺=CH₃OH

CO+4e^-+4H⁺=CH₃OH

。