研究顯示，全球二氧化碳排放量增速趨緩。CO₂的綜合利用是解決溫室問題的有效途徑。
（1）CO₂催化氫化制甲烷的研究過程如圖1所示：

①上述過程中，產(chǎn)生H₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Fe+4H₂O

300

℃

Fe₃O₄+4H₂

3Fe+4H₂O

300

℃

Fe₃O₄+4H₂

。
②HCOOH是CO₂轉(zhuǎn)化為CH₄的中間體：CO₂

Ⅰ

活化能

E

1

k

J

/

mol

HCOOH

Ⅱ

活化能

E

2

k

J

/

moi

CH₄。當(dāng)鎳粉用量增加10倍后，甲酸的產(chǎn)量迅速減少。當(dāng)增加鎳粉用量時(shí)，CO₂鎳催化氫化制甲烷的兩步反應(yīng)中反應(yīng)速率增加較大的一步是

II

II

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
③在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO₂和H₂可能的反應(yīng)機(jī)理如圖2所示。

HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成HD外，還生成

CO₂

CO₂

（填化學(xué)式）。研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時(shí)，HCOOK替代一部分HCOOH，催化釋氫的速率增大，根據(jù)圖示反應(yīng)機(jī)理解釋其可能的原因是

HCOOK是強(qiáng)電解質(zhì)，HCOOH是弱電解質(zhì)，HCOO^-濃度增大

HCOOK是強(qiáng)電解質(zhì)，HCOOH是弱電解質(zhì)，HCOO^-濃度增大

。
（2）CO₂經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴，主要有兩個(gè)競爭反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）；
反應(yīng)Ⅱ：2CO₂（g）+6H₂ （g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）
在1L恒容密閉容器中充入1molCO₂和4molH₂，測得平衡時(shí)有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖3所示。
T₁℃時(shí)，CO₂的轉(zhuǎn)化率為

60%

60%

。T₁℃時(shí)，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=

0.045

0.045

。
（3）二氧化碳加氫制甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)是：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）。
請回答下列有關(guān)問題：
①如圖4示意圖正確且能說明該反應(yīng)進(jìn)行到t₁時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是

bc

bc

（填標(biāo)號）。

②在2L恒容密閉容器a和b中分別投入2molCO₂和6molH₂，在不同溫度下進(jìn)行二氧化碳加氫制甲醇的反應(yīng)，各容器中甲醇的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖5所示。若容器a、容器b中的反應(yīng)溫度分別為T₁、T₂，則判斷ΔH

＜

＜

0（填“＞”或“＜”）。若容器b中改變條件時(shí)，反應(yīng)情況會由曲線b變?yōu)榍€c,則改變的條件是

加入催化劑

加入催化劑

。容器b中0～10min氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

0.225

0.225

mol?L^-1?min^-1。

（4）已知CO₂催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為2CO₂（g）+6H₂（g）?C₂H₅OH（g）+3H₂O（g）。ΔH＜0。恒壓條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖6所示，則圖中c的化學(xué)式為

H₂O

H₂O

。
用m代表起始時(shí)的投料比，即m=

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

。當(dāng)m=3時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后p（總）=20aMPa,T₄溫度時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)物質(zhì)d的分壓p（d）=

2.5 aMPa

2.5 aMPa

。已知：p（a）、p（b）、p（c）和p（d）為各組分的平衡分壓，如p（d）=x（d）p（總），p（總）為平衡總壓，x（d）為平衡系統(tǒng)中d的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。