甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成氣（主要成分為CO、CO₂和H₂）可以合成甲醇，涉及的反應(yīng)如下：
反應(yīng)i：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） ΔH₁
反應(yīng)ii：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g） ΔH₂=-49.9kJ?mol^-1
反應(yīng)iii：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g） ΔH₃=+41.6kJ?mol^-1
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
?
（1）在某催化劑作用下，反應(yīng)i的反應(yīng)歷程如圖1所示（圖中數(shù)據(jù)表示微粒數(shù)目以及微粒的相對(duì)總能量，*表示吸附在催化劑上）：
①反應(yīng)i在

較低

較低

（填“較低”或“較高”）溫度下才能自發(fā)進(jìn)行。
②結(jié)合反應(yīng)歷程，寫(xiě)出反應(yīng)i中生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式：

CO*（g）+2H₂（g）=HCO*（g）+

3

2

H₂*（g）

CO*（g）+2H₂（g）=HCO*（g）+

3

2

H₂*（g）

。
③m=

0.95

0.95

（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，已知1eV=1.6×10^-22kJ）。
（2）反應(yīng)i的Archenius經(jīng)驗(yàn)公式Rlnk=-

E

a

T

+C（E_a為活化能，k為速率常數(shù)，R和C均為常數(shù)，T為溫度），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線M所示。當(dāng)改變外界條件時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2中曲線N所示，則實(shí)驗(yàn)可能改變的外界條件是

加入了高效催化劑

加入了高效催化劑

。
（3）將一定量的CO₂（g）和H₂（g）充入密閉容器中并加入合適的催化劑，只發(fā)生反應(yīng)ii和iii。相同溫度下，在不同壓強(qiáng)下測(cè)得CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率、CH₃OH（g）的選擇性[

n

（

C

H

3

OH

）

n

（

C

H

3

OH

）

+

n

（

CO

）

×100%]和CO的選擇性[

n

（

CO

）

n

（

C

H

3

OH

）

+

n

（

CO

）

×100%]隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖3所示。圖中表示CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率的曲線是

n

n

（填“m”“n”或“p”），簡(jiǎn)述判斷方法：

反應(yīng)ii是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)iii是氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)時(shí)平衡正向移動(dòng)，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率增大

反應(yīng)ii是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)iii是氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)時(shí)平衡正向移動(dòng)，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率增大

。
（4）有研究認(rèn)為，在某催化劑作用下反應(yīng)ii先后通過(guò)反應(yīng)iii、i來(lái)實(shí)現(xiàn)。保持溫度T不變，向一恒容密閉容器中充入4mol CO₂和8mol H₂，在該催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)5min達(dá)到平衡，測(cè)得H₂O（g）的物質(zhì)的量為3mol,起始及達(dá)平衡時(shí)容器的總壓強(qiáng)分別為1.5akPa、akPa,則從開(kāi)始到平衡用H₂分壓表示的平均反應(yīng)速率為

0.875a

0.875a

kPa?min^-1（用含a的式子表示，下同，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）；反應(yīng)ii的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K_p=

384

a

2

384

a

2

（kPa）^-2（K_p為用分壓代替濃度計(jì)算的平衡常數(shù)）。
（5）光催化CO₂制甲醇技術(shù)也是研究熱點(diǎn)。銅基納米光催化材料還原CO₂的機(jī)理如圖4所示，光照時(shí)，低能價(jià)帶失去電子并產(chǎn)生空穴（h⁺，具有強(qiáng)氧化性）。在低能價(jià)帶上，H₂O直接轉(zhuǎn)化為O₂的電極反應(yīng)式為

2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺

2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺

。