2022年1月24日，習(xí)近平總書記在十九屆中共中央政治局第三十六次集中學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。因此，二氧化碳的合理利用成為研究熱點(diǎn)。
（1）以CO₂和NH₃為原料合成尿素是利用CO₂的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下：
反應(yīng)I：2NH₃（g）+CO₂（g）═NH₂COONH₄（s）ΔH₁=-159.5kJ/mol
反應(yīng)II：NH₂COONH₄（s）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）ΔH₂=+72.5kJ/mol
總反應(yīng)III：2NH₃（g）+CO₂（g）═CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）ΔH₃
反應(yīng)III的ΔH₃=

-87.0

-87.0

kJ/mol,據(jù)此判斷該反應(yīng)在_

低溫

低溫

（填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”）條件下能自發(fā)進(jìn)行。
（2）二甲醚（CH₃OCH₃）被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料，以CO₂、H₂為原料制備二甲醚涉及的主要反應(yīng)如下：
I.2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）ΔH₁=-122.5kJ/mol
II.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41.1kJ/mol
①在壓強(qiáng)、CO₂和H₂的起始投料一定的條件下，發(fā)生反應(yīng)I、II，實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO₂平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH₃OCH₃的選擇性隨溫度的變化如圖1所示。（已知：CH₃OCH₃的選擇性=

2

×

C

H

3

OC

H

3

的物質(zhì)的量

反應(yīng)的

C

O

2

的物質(zhì)的量

×

100%）

其中表示平衡時(shí)CH₃OCH₃的選擇性的曲線是

①

①

（填“①”或“②”）；溫度高于300℃時(shí)，曲線②隨溫度升高而升高的原因是

溫度高于300℃時(shí)，反應(yīng)II起主導(dǎo)作用，反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率升高

溫度高于300℃時(shí)，反應(yīng)II起主導(dǎo)作用，反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率升高

；為同時(shí)提高CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH₃OCH₃的選擇性，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為

b

b

（填標(biāo)號(hào)）。
a.高溫、高壓
b.低溫、高壓
c.高溫、低壓
d.低溫、低壓
②對(duì)于反應(yīng)II的反應(yīng)速率v=v_正-v_逆=k_正p（CO₂）?p（H₂）-k_逆p（CO）?p（H₂O），其中k_正、k_逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，p為氣體的分壓（分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
a.降低溫度，k_正-k_逆

減小

減小

（填“增大”、“減小”或”不變”）；
b.在一定溫度和壓強(qiáng)下的反應(yīng)II，按照n（H₂）：n（CO₂）=1：1投料，CO₂轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)，v_（正）：v_（逆）=3：4，用氣體分壓表示的平衡常數(shù)K_p=

0.75

0.75

。
（3）用H₂還原CO₂可以合成CH₃OH：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）。恒壓下，CO₂和H₂的起始物質(zhì)的量之比為1：3時(shí)，該反應(yīng)在無分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率和有分子篩膜（能選擇性分離出H₂O）時(shí)甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示。P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于T點(diǎn)的原因?yàn)?

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）CO₂的再利用技術(shù)是促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的措施之一，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳軍院士課題組則成功研制出新型的Na-CO₂電池，如圖3是一種Na-CO₂二次電池，其中鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池放電產(chǎn)物為Na₂CO₃和C，則放電時(shí)正極電極反應(yīng)式為

3CO₂+4e^-=2CO₃^2-+C

3CO₂+4e^-=2CO₃^2-+C

。