甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。应用CO₂催化加氢规模化生产甲醇是综合利用CO₂，实现“碳达峰”的有效措施之一。我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH，需通过以下两步实现：
Ⅰ.CO₂（g）+H₂（g）=CO（g）+H₂O（g）ΔH₁
Ⅱ.CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）ΔH₂
（1）反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。

ΔH₂=

-90kJ/mol

-90kJ/mol

。
（2）若CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔS=-175J⋅mol^-1⋅K^-1，下列温度下反应能自发进行的是

A

A

（填序号）。
A．5℃
B．10℃
C．50℃
D．500℃
（3）恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜（能选择性分离出H₂O）的两个同体积容器中通入1molCO₂和3molH₂，甲醇的产率随温度的变化如图所示。温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为

分子筛膜能不断分离出H₂O（g），有利于反应正向进行

分子筛膜能不断分离出H₂O（g），有利于反应正向进行

。

（4）按照n（CO₂）：n（H₂）=1：3投料，在恒容密闭容器中进行反应，CO₂的平衡转化率随温度和压强变化如图所示。

①压强P₁、P₂、P₃由大到小的顺序是

P₃＞P₂＞P₁

P₃＞P₂＞P₁

。
②压强为P₂时，温度高于670℃之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是

ΔH₁＞0，ΔH₂＜0，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，670℃之后，反应Ⅰ起主导作用，CO₂的平衡转化率增大

ΔH₁＞0，ΔH₂＜0，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，670℃之后，反应Ⅰ起主导作用，CO₂的平衡转化率增大

。
③同时增大CO₂的平衡转化率和CH₃OH的产率可采取的措施是

增大压强

增大压强

。
④一种应用双极膜（由阳离子和阴离子交换膜构成）通过电化学还原CO₂制备甲醇的电解原理如图所示。催化电极的电极反应式为

C

O

2

+

6

HC

O

-

3

+

6

e

-

=

C

H

3

OH

+

6

C

O

2

-

3

+

H

2

O

C

O

2

+

6

HC

O

-

3

+

6

e

-

=

C

H

3

OH

+

6

C

O

2

-

3

+

H

2

O

，双极膜内每消耗18g水，理论上石墨电极产生标准状况下

5.6

5.6

LO₂。