碳单质及其化合物在生产生活中用途广泛。回答以下问题：
（1）炭黑可以活化氧分子得到活化氧（O*），活化氧可以快速氧化SO₂，从而消除雾霾。其活化过程中的能量变化如图1所示，则生成活化氧的△H

＜

＜

0（填“＞”“”或“=”），活化过程中有水时的活化能降低了

0.18

0.18

eV。

（2）已知下列热化学方程式：
Ⅰ.2CO₂（g）+6H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=-122.6kJ•mol^-1
Ⅱ.CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）═2CH₃OH（g）△H=+23.4kJ•mol^-1
则CO₂（g）与H₂（g）反应合成CH₃OH（g）的热化学方程式为

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH=-49.6kJ/mol

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH=-49.6kJ/mol

。将1molCO₂和3molH₂充入0.5L恒容密闭容器中，在两种不同催化剂作用下发生反应，相同时间内CO₂的转化率随温度变化曲线如图2所示：
①T₃时，30min反应ⅱ到达a点的平均速率为v（H₂）=

0.12mol/（L•min）

0.12mol/（L•min）

。
②随温度的升高，CO₂的转化率先增大后减小，理由是

b点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，CO₂转化率增大，b点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，CO₂转化率降低

b点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，CO₂转化率增大，b点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，CO₂转化率降低

（不考虑催化剂对反应的影响）。
③已知c点时容器内的压强为P，在T₅温度下该反应的平衡常数K_p为

4

3

P

2

4

3

P

2

（用含P的关系式表示。K_p为以平衡分压表示的平衡常数；平衡分压=总压×体积分数）。
（3）汽车排气管装有的三元催化装置，可以消除CO、NO等的污染，尾气中生成物浓度随温度的变化关系如图3所示。330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是

CO+2NO

催化剂

CO₂十N₂O

CO+2NO

催化剂

CO₂十N₂O

。
（4）我国对“可呼吸”的钠/二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为：4Na+3CO₂

放电

充电

2Na₂CO₃+C，其工作原理如图4所示（放电时产生的Na₂CO₃固体贮存于碳纳米管中）。
①放电时，正极电极反应式为

3CO₂+4Na⁺+4e^-=2Na₂CO₃+C

3CO₂+4Na⁺+4e^-=2Na₂CO₃+C

。
②充电时，碳纳米管连接直流电源的

正

正

极。