氣候變化是目前全球最重要、最緊迫的議題之一．CO₂的綜合利用是解決該問題的有效途徑．
（1）可利用CH₄與CO₂制備“合成氣（CO、H₂）”，還可制備甲醇、二甲醚、碳基燃料等產(chǎn)品．
甲烷二氧化碳干式重整涉及以下反應(yīng)：
ⅰ．CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）ΔH₁ K₁
ⅱ．CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）ΔH₂ K₂
ⅲ．CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g）ΔH₃ K₃
Δ_fH_m^θ為標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，其定義為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定相態(tài)的單質(zhì)生成1mol該物質(zhì)的焓變．對于穩(wěn)定相態(tài)單質(zhì)，其Δ_fH_m^θ為零．根據(jù)下表所示數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)ⅰ的反應(yīng)熱ΔH₁=

+247.3kJ/mol

+247.3kJ/mol

．

物質(zhì)	CH4	CO2	CO
ΔfHmθ（kJ?mol-1）	-74.8	-393.5	-110.5

（2）利用“合成氣”合成甲醇后，甲醇脫水制得二甲醚的反應(yīng)為：2CH₃OH（g）

催化劑

CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），當(dāng)T=500K時，反應(yīng)平衡常數(shù)K_c≈9，該溫度下，在密閉容器中加入一定量CH₃OH，反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時，體系中CH₃OCH₃（g）的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

C

C

（填標(biāo)號）．
a.＜

1

3

b.=

1

3

c.＞

1

3

d.無法確定
（3）以CO₂為原料合成甲醇可以減少CO₂的排放，實現(xiàn)碳的循環(huán)利用．一種銅基催化劑對該反應(yīng)有良好的催化效果．

①有學(xué)者提出CO₂轉(zhuǎn)化成甲醇的催化機(jī)理如圖1所示．反應(yīng)的副產(chǎn)物有

CO、H₂O

CO、H₂O

．
②一定條件下使CO₂、H₂混合氣體通過反應(yīng)器，檢測反應(yīng)器出口氣體的成分及其含量，計算CO₂的轉(zhuǎn)化率和CH₃OH的選擇性以評價催化劑的性能．
已知：反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)有：
a.CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH=-49.5kJ?mol^-1
b.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH=+41.2kJ?mol^-1
CH₃OH選擇性=

n

（

C

H

3

OH

）

生成

n

（

C

O

2

）

消耗

×100%
ⅰ．220℃時，測得反應(yīng)器出口氣體中全部含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量之比n（CH₃OH）：n（CO₂）：n（CO）=1：7.20：0.11，則該溫度下CO₂轉(zhuǎn)化率=

1

+

0

.

11

1

+

7

.

2

+

0

.

11

1

+

0

.

11

1

+

7

.

2

+

0

.

11

×100%（列出計算式，不必化簡）．
ⅱ．其他條件相同時，反應(yīng)溫度對CO₂的轉(zhuǎn)化率和CH₃OH的選擇性的影響如圖2、圖3所示：

溫度高于260℃時，CO₂平衡轉(zhuǎn)化率變化的原因是

溫度升高，反應(yīng)a逆向移動，反應(yīng)b正向移動

溫度升高，反應(yīng)a逆向移動，反應(yīng)b正向移動

．由圖3可知，溫度相同時CH₃OH選擇性的實驗值略高于其平衡值，從化學(xué)反應(yīng)速率的角度解釋原因

溫度高于260℃時，反應(yīng)b正向移動的程度大于反應(yīng)a逆向移動的程度；在該條件下反應(yīng)a和反應(yīng)b的速率之比大于相同條件下平衡時甲醇和CO的物質(zhì)的量之比

溫度高于260℃時，反應(yīng)b正向移動的程度大于反應(yīng)a逆向移動的程度；在該條件下反應(yīng)a和反應(yīng)b的速率之比大于相同條件下平衡時甲醇和CO的物質(zhì)的量之比

．
（4）工業(yè)上也可以用電解法捕獲CO₂，以太陽能電池為電源，在酸性水溶液中用惰性電極電解制得乙烯，則生成乙烯的電極反應(yīng)為

2CO₂+12e^-+12H⁺=C₂H₄+4H₂O

2CO₂+12e^-+12H⁺=C₂H₄+4H₂O

．