近年来，碳中和、碳达峰成为热点。以二氧化碳为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
（1）已知：
反应Ⅰ：CO₂（g）+4H₂（g）⇌CH₄（g）+2H₂O（g）ΔH₁＜0
反应Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）ΔH₂＜0
反应Ⅲ：CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）ΔH₃＞0
若某反应的平衡常数表达式为K=

c

（

C

H

3

OH

）

c

（

H

2

O

）

c

（

C

O

2

）

c

3

（

H

2

）

，根据反应Ⅰ～Ⅲ，请写出此反应的热化学方程式

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH=

1

2

ΔH₁+

1

2

ΔH₃+ΔH₂

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH=

1

2

ΔH₁+

1

2

ΔH₃+ΔH₂

。
（2）在一定条件下（温度为T₁℃），往恒容密闭容器中充入1.0molCO₂和4.0molH₂，发生反应Ⅰ，初始压强为P₀，5min达到平衡，压强为0.8P₀。
①CO₂的平衡转化率α=

50%

50%

。
②若该反应的速率方程v=k⋅

p

（

C

O

2

）

p

（

H

2

O

）

，k为常数，p为平衡时气体分压，则该反应的速率v=

1

2

k

1

2

k

（用含k的式子表示，分压=总压×物质的量分数）。
（3）工业中，对于反应Ⅰ，通常同时存在副反应Ⅳ：CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）ΔH₄。在一定条件下，在合成塔中充入一定量CO₂和H₂。不同压强时，CO₂的平衡转化率如图（a）所示。当气体总压强恒定为1MPa时，平衡时各物质的物质的量分数如图（b）所示。

①图（a）中，相同温度下，压强越大，CO₂的平衡转化率越大，其原因是

反应Ⅳ为前后气体化学计量数不变的反应，反应Ⅰ为是化学计量数减小的反应，增大压强，反应Ⅳ不移动，反应Ⅰ向正反应方向移动

反应Ⅳ为前后气体化学计量数不变的反应，反应Ⅰ为是化学计量数减小的反应，增大压强，反应Ⅳ不移动，反应Ⅰ向正反应方向移动

；
②由图（b）可知ΔH₄

＞

＞

0（填“＞”或“＜”或“=”）；H₂的物质的量分数随温度升高而增大的原因是

反应Ⅰ放热，反应Ⅳ吸热，温度升高时，反应Ⅰ向左移动H₂增加的量大于反应Ⅳ向右移动减少的H₂的量

反应Ⅰ放热，反应Ⅳ吸热，温度升高时，反应Ⅰ向左移动H₂增加的量大于反应Ⅳ向右移动减少的H₂的量

。
（4）研究HCHO燃料电池和氯碱工业联合应用装置如图所示，两极间用阳离子交换膜隔开，左右两侧分别是NaOH溶液和NaCl稀溶液。电极b为

正

正

极，a极的电极反应式为

HCHO-4e^-+5OH^-=

HCO

-

3

+3H₂O

HCHO-4e^-+5OH^-=

HCO

-

3

+3H₂O

。