CO2的资源化利用是“减少碳排放”背景下的科学研究热点。
Ⅰ．利用CO2甲烷化反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）进行热力学转化。
（1）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-802kJ/mol
写出CO2甲烷化反应的热化学方程式 CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.2kJ/molCO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.2kJ/mol。
（2）CO2甲烷化反应的平衡常数的表达式：K=c（CH4）⋅c2（H2O）c（CO2）⋅c4（H2）c（CH4）⋅c2（H2O）c（CO2）⋅c4（H2）。温度升高，K 减小减小。（填“增大”或“减小”）
（3）在图1中画出其他条件不变时，一段时间内，压强对CO2的转化率的影响示意图 
。
Ⅱ．CO2催化加氢合成二甲醚。其过程中主要发生下列反应：
反应ⅰ：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=+41.2kJ•mol-1
反应ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.5kJ•mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图2所示。
（4）①温度升高，平衡时CH3OCH3的选择性下降的原因是 反应ii是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c（CH3OCH3）减少，CH3OCH3的选择性下降反应ii是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c（CH3OCH3）减少，CH3OCH3的选择性下降。
②温度高于300℃时，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 反应i是吸热反应，反应ii是放热反应，升高温度，有利于反应i正向进行，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，不利于反应ii正向进行，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，在温度高于300℃时，温度对反应i的影响大于对反应ii的影响反应i是吸热反应，反应ii是放热反应，升高温度，有利于反应i正向进行，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，不利于反应ii正向进行，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，在温度高于300℃时，温度对反应i的影响大于对反应ii的影响。
Ⅲ．电化学转化
多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，电解CO2制备CH4的原理示意图如图3。电解过程中温度控制在10℃左右，持续通入CO2.阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。
（5）多晶Cu作 阴阴（填“阴”或“阳”）极。
（6）阳极上发生的电极反应式是 4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O。
（7）阴离子交换膜中传导的离子是 HCO3-HCO3-，移动方向是 从右向左从右向左。（填“从左向右”或者“从右向左”）
c
（
C
H
4
）
⋅
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
O
2
）
⋅
c
4
（
H
2
）
c
（
C
H
4
）
⋅
c
2
（
H
2
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）
c
（
C
O
2
）
⋅
c
4
（
H
2
）
【答案】CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.2kJ/mol；；减小；；反应ii是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c（CH3OCH3）减少，CH3OCH3的选择性下降；反应i是吸热反应，反应ii是放热反应，升高温度，有利于反应i正向进行，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，不利于反应ii正向进行，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，在温度高于300℃时，温度对反应i的影响大于对反应ii的影响；阴；4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O；HCO3-；从右向左
c
（
C
H
4
）
⋅
c
2
（
H
2
O
）
c
（
C
O
2
）
⋅
c
4
（
H
2
）
；反应ii是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c（CH3OCH3）减少，CH3OCH3的选择性下降；反应i是吸热反应，反应ii是放热反应，升高温度，有利于反应i正向进行，使CO2转化为CO的平衡转化率上升，不利于反应ii正向进行，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，在温度高于300℃时，温度对反应i的影响大于对反应ii的影响；阴；4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O；HCO3-；从右向左【解答】
【点评】
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（1）图1的四个过程中能量转化形式有
A．2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
（2）电解过程要消耗大量的电能，而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水．
2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H 1 2H2O（1）通电2H2（g）+O2（g）△H2光照催化剂
以上反应的△H1△H2（选填“＜”、“＞”或“=”）
（3）已知H2O（l）→H2O（g）△H=+44kJ．mol-1，依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
（4）氢能利用需要选择合适的储氢材料．
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