甲醇既是重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。
（1）利用CO₂和H₂合成甲醇是CO₂资源化利用的重要方法。
①若H₂（g）和CH₃OH（l）的燃烧热分别为ΔH=-285.8kJ/mol和ΔH=-726.5kJ/mol,则由CO₂和H₂反应生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-130.9 kJ•mol^-1

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（l）+H₂O（l）△H=-130.9 kJ•mol^-1

。此反应的活化能E_a（正）

＜

＜

E_a（逆）（填“＞”或“＜”），该反应应选择高效

低温

低温

催化剂（填“高温”或“低温”）。
②下列措施能使CO₂的平衡转化率提高的是

AC

AC

（填序号）。
A.增大压强
B.升高温度
C.增大H₂与CO₂的投料比
D.改用更高效的催化剂
（2）利用CH₄与O₂在催化剂的作用下合成甲醇。
主反应：CH₄+

1

2

O₂（g）⇌CH₃OH（g）    ΔH
副反应：CH₄+2O₂（g）⇌CO₂（g）+2H₂O（g）    ΔH
科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了CH₄、O₂和H₂O（g）（H₂O的作用是活化催化剂）按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分反应历程如图乙所示（吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS代表过渡态）。

①在催化剂表面上更容易被吸附的是

H₂O

H₂O

（填“H₂O”或“O₂”）。
②该历程中正反应最大能垒（活化能）为

22.37

22.37

 kJ/mol,写出该步骤的化学方程式：

*CH₄+*OH=*CH₃OH+*H

*CH₄+*OH=*CH₃OH+*H

。
③在恒温的刚性密闭容器中，分别按照CH₄、O₂的体积比为2：1以及CH₄、O₂、H₂O（g）的体积比为2：1：8反应相同的时间，所得产物的选择性[如甲醇的选择性=

n

（

C

H

3

OH

）

n

（

C

H

3

OH

）

+

n

（

C

O

2

）

]，如图丙所示：

向反应体系中加入H₂O（g）能够显著提高甲醇选择性的原因：

加入H₂O（g），可使副反应逆向进行，二氧化碳的量减小，同时H₂O可以活化催化剂，可提高甲醇选择性

加入H₂O（g），可使副反应逆向进行，二氧化碳的量减小，同时H₂O可以活化催化剂，可提高甲醇选择性

。向上述刚性密闭容器中按照体积比2：1：8充入CH₄、O₂和H₂O（g），在450K下达平衡时，CH₄的转化率为50%，CH₃OH的选择性为90%，则副反应的压强平衡常数K_p=

54.9

54.9

（K_p是以分压代表的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）（计算结果保留1位小数）。
（3）可利用电解的方法将CO₂转化为CH₃OH，请写出在酸性条件下的阴极反应式：

CO₂+6e^-+6H⁺═CH₃OH+H₂O

CO₂+6e^-+6H⁺═CH₃OH+H₂O

。