运用催化转化法实现二氧化碳的碳捕集和碳利用有利于实现“碳达峰、碳中和”。
Ⅰ.利用温室气体CO₂和CH₄制备合成气，计算机模拟单个CO₂分子与CH₄分子的反应历程如图1所示：

已知：leV为1电子伏特，表示一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
（1）制备合成气CO、H₂总反应的热化学方程式为

CO₂（g）+CH₄（g）=2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+（E₅-E₁）N_AeV/mol

CO₂（g）+CH₄（g）=2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+（E₅-E₁）N_AeV/mol

。
（2）向密闭容器中充入等体积的CO₂和CH₄，测得平衡时压强对数lgp（CO₂）和lgp（H₂）的关系如图2所示。（压强的单位为MPa）

①T₁

＞

＞

T₂（填“＞”“＜“或“=”）。
②温度为T₁时，该反应的压强平衡常数K_p=

0.01或0.01（MPa）²

0.01或0.01（MPa）²

。
Ⅱ.合成气制取甲醇（CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）ΔH＜0）。在T₃℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H₂和CO，反应达到平衡时CH₃OH的体积分数（V%）与

n

（

H

2

）

n

（

CO

）

的关系如图3所示。
（3）当起始

n

（

H

2

）

n

（

CO

）

=2，经过5min达到平衡，0～5min内平均反应速率v（H₂）=0.1mol⋅L^-1⋅min^-1，则该条件CO的平衡转化率为

50%

50%

；若其它条件不变，在T₄℃（T₄＞T₃）下达到平衡时CO的体积分数可能是

C

C

（填标号）。
A.＜

1

4

B.=

1

4

C.

1

4

～

1

3

D.=

1

3

E.＞

1

3

（4）当

n

（

H

2

）

n

（

CO

）

=3.5时，达到平衡状态后，CH₃OH的体积分数可能是图象中的

D

D

点（选填“D”“E”或“F”）。
Ⅲ.电化学法制备甲醇（CO+2H₂=CH₃OH）的工作原理如图4所示：
（5）通入CO的一端发生的电极反应式为

CO+4e^-+4H⁺=CH₃OH

CO+4e^-+4H⁺=CH₃OH

。