甲醇是一種基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、高分子等化工生產(chǎn)領(lǐng)域。利用二氧化碳合成甲醇，能有效降低二氧化碳排放量，為甲醇合成提供了一條綠色合成的新途徑。
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵	C=O	H-H	C-H	C-O	H-O
鍵能E/（kJ?mol-1）	806	436	413	343	465

方法Ⅰ：二氧化碳催化加氫制甲醇
在一定溫度下，利用催化劑將CO₂和H₂合成CH₃OH。已知各反應(yīng)物、產(chǎn)物均為氣體?；卮鹣铝袉栴}：

（1）寫出CO₂和H₂反應(yīng)生成CH₃OH和水的熱化學(xué)方程式：

CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-57kJ/mol

CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-57kJ/mol

。
（2）某興趣小組對該反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。在一定溫度和催化劑條件下，將1molCO₂和3molH₂通入2L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)（此時容器內(nèi)總壓強(qiáng)為200kPa），反應(yīng)物和產(chǎn)物的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。若保持容器體積不變，t₁時反應(yīng)達(dá)到平衡，測得H₂的體積分?jǐn)?shù)為

2

3

。
①此時用H₂壓強(qiáng)表示0～t₁時間內(nèi)的反應(yīng)速率v（H₂）=

30

30

kPa?min^-1，若再向該容器中充入1molCO₂和3molH₂，平衡將

正向

正向

（填正向，逆向或不）移動。
②t₂時將容器體積迅速壓縮為原來的一半，圖中能正確表示壓縮體積后CO₂分壓變化趨勢的曲線是

b

b

（用圖中a、b、c、d表示），理由

容器體積縮小為原來的一半，壓強(qiáng)加倍，CO₂分壓為原來的2倍，但增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，CO₂分壓比原來的2倍小

容器體積縮小為原來的一半，壓強(qiáng)加倍，CO₂分壓為原來的2倍，但增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，CO₂分壓比原來的2倍小

。
若其它條件不變，T₁℃時測得平衡體系的壓強(qiáng)為p_lkPa；T₂℃時，測得平衡體系的壓強(qiáng)為p₂kPa,若p₁＞p₂，則T₁

＞

＞

T₂（填“＞”、“＜”或“無法確定）。
③在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K^θ=

25

1

2

3

25

1

2

3

。（已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于反應(yīng)dD（g）+eE（g）=gG（g）+hH（g），K^θ=

（

p

G

p

θ

）

g

?

（

p

H

p

θ

）

h

（

p

D

p

θ

）

d

?

（

p

E

p

θ

）

e

，其中p^θ=100kPa,p_G、p_H、p_D、p_E為組分平衡分壓）
方法Ⅱ：CO₂電解法制甲醇

利用電解原理，可將CO₂轉(zhuǎn)化為CH₃OH，其裝置如圖所示。
（3）雙極膜B側(cè)為

陽離子

陽離子

（填“陰離子”或“陽離子”）交換膜。