甲醇是一种基础有机化工原料，广泛应用于有机合成、医药、农药、染料、高分子等化工生产领域。利用二氧化碳合成甲醇，能有效降低二氧化碳排放量，为甲醇合成提供了一条绿色合成的新途径。
相关化学键的键能数据

化学键	C=O	H-H	C-H	C-O	H-O
键能E/（kJ•mol-1）	806	436	413	343	465

方法Ⅰ：二氧化碳催化加氢制甲醇
在一定温度下，利用催化剂将CO₂和H₂合成CH₃OH。已知各反应物、产物均为气体。回答下列问题：

（1）写出CO₂和H₂反应生成CH₃OH和水的热化学方程式：

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-57kJ/mol

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-57kJ/mol

。
（2）某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂条件下，将1molCO₂和3molH₂通入2L密闭容器中进行反应（此时容器内总压强为200kPa），反应物和产物的分压随时间的变化曲线如图所示。若保持容器体积不变，t₁时反应达到平衡，测得H₂的体积分数为

2

3

。
①此时用H₂压强表示0～t₁时间内的反应速率v（H₂）=

30

30

kPa•min^-1，若再向该容器中充入1molCO₂和3molH₂，平衡将

正向

正向

（填正向，逆向或不）移动。
②t₂时将容器体积迅速压缩为原来的一半，图中能正确表示压缩体积后CO₂分压变化趋势的曲线是

b

b

（用图中a、b、c、d表示），理由

容器体积缩小为原来的一半，压强加倍，CO₂分压为原来的2倍，但增大压强，平衡正向移动，CO₂分压比原来的2倍小

容器体积缩小为原来的一半，压强加倍，CO₂分压为原来的2倍，但增大压强，平衡正向移动，CO₂分压比原来的2倍小

。
若其它条件不变，T₁℃时测得平衡体系的压强为p_lkPa；T₂℃时，测得平衡体系的压强为p₂kPa,若p₁＞p₂，则T₁

＞

＞

T₂（填“＞”、“＜”或“无法确定）。
③在该温度下，反应的标准平衡常数K^θ=

25

1

2

3

25

1

2

3

。（已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD（g）+eE（g）=gG（g）+hH（g），K^θ=

（

p

G

p

θ

）

g

•

（

p

H

p

θ

）

h

（

p

D

p

θ

）

d

•

（

p

E

p

θ

）

e

，其中p^θ=100kPa,p_G、p_H、p_D、p_E为组分平衡分压）
方法Ⅱ：CO₂电解法制甲醇

利用电解原理，可将CO₂转化为CH₃OH，其装置如图所示。
（3）双极膜B侧为

阳离子

阳离子

（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。