實(shí)現(xiàn)碳中和成為各國(guó)科學(xué)家的研究重點(diǎn)，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為綠色液體燃料（如甲醇）是一個(gè)重要方向。通過(guò)甲醇合成實(shí)現(xiàn)碳捕獲，再在需要能量時(shí)進(jìn)行甲醇水蒸氣重整制備氫氣，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的閉路循環(huán)和氫能的儲(chǔ)存。
I．甲醇的制備：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）
該反應(yīng)一般認(rèn)為通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：
①CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H₁=+41kJ?mol^-1
②CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₂=-90kJ?mol^-1
（1）CH₃OH的生產(chǎn)速率主要由反應(yīng)①?zèng)Q定（決速步），下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是

A

A

（填標(biāo)號(hào)）。
A．B．
C．D．
Ⅱ．甲醇、水蒸氣催化重整制氫（SRM），主要制氫過(guò)程如圖1所示。

（2）將CH₃OH（g）、H₂O（g）、O₂（g）按一定比例作為原料氣通入容器中發(fā)生SRM，原料進(jìn)氣比對(duì)反應(yīng)1：CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）的選擇性（某產(chǎn)物的選擇性越大，則其含量越多）的影響較為復(fù)雜，其關(guān)系如圖2。當(dāng)

n

（

O

2

）

n

（

C

H

3

OH

）

=0.2時(shí)，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應(yīng)為

2CH₃OH+O₂

催化劑

△

2HCHO+2H₂O

2CH₃OH+O₂

催化劑

△

2HCHO+2H₂O

。

（3）SRM過(guò)程中得到了少量的副產(chǎn)物甲酸甲酯，選擇一種活性較高的催化劑CuZnAl（組成里含CuO、ZnO、Al₂O₃的物質(zhì)的量之比為1：1：1），并在該1mol催化劑中分別加入1mol、2mol、3molMgO對(duì)其進(jìn)行改性（MgO不參與催化作用），分別可得CuZnAlMg₁、CuZnAlMg₂、CuZnAlMg₃。改性后狀態(tài)如表1所示，部分反應(yīng)過(guò)程及不同催化劑對(duì)甲酸甲酯含量的影響如圖3及圖4所示。

	孔體積/（cm3/g）	比表面積/（m2/g）	孔徑/nm
CuZnAl	0.23	33.58	22.77
CuZnAlMg1	0.38	56.63	27.06
CuZnAlMg2	0.50	69.76	28.97
CuZnAlMg3	0.36	61.85	23.27

①甲醇生成副產(chǎn)物甲酸甲酯的過(guò)程可描述為

甲醇被CuO氧化為HCHO，HCHO被氧氣氧化為HCOOH，甲醇和HCOOH在酸性條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯

甲醇被CuO氧化為HCHO，HCHO被氧氣氧化為HCOOH，甲醇和HCOOH在酸性條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成甲酸甲酯

。
②選用CuZnAlMg₂為催化劑可以減少副產(chǎn)物甲酸甲酯的含量，請(qǐng)解釋其原因

催化劑CuZnAlMg₂的孔體積、比表面積和孔徑均較CuZnAl大，能加大甲醇和催化劑的接觸面積，加快催化重整制氫（SRM）的反應(yīng)速率，從而可以減少副產(chǎn)物甲酸甲酯的含量

催化劑CuZnAlMg₂的孔體積、比表面積和孔徑均較CuZnAl大，能加大甲醇和催化劑的接觸面積，加快催化重整制氫（SRM）的反應(yīng)速率，從而可以減少副產(chǎn)物甲酸甲酯的含量

。
（4）在對(duì)反應(yīng)2：CO（g）+H₂O（g）?H₂（g）+CO₂（g）△H＜0的單獨(dú)研究中，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)氣比

n

（

CO

）

n

（

H

2

O

）

不同時(shí)，測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖5（各點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度可能不同）。圖5中B、C兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度分別為T_B和T_C，其中相對(duì)低溫的是

T_B

T_B

。（填T_B或T_C）。
（5）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其他條件不變，向反應(yīng)2的平衡體系中投入一定量納米CaO可明顯提高H₂的體積分?jǐn)?shù)，原因是

CaO吸收CO₂，使反應(yīng)2平衡正向移動(dòng)

CaO吸收CO₂，使反應(yīng)2平衡正向移動(dòng)

。