2020年9月22日，中國國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上莊嚴宣布，中國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。研究CO₂的轉化及高值化利用具有重要意義。
Ⅰ.已知CO₂溶于水的過程及其平衡常數(shù)可表示為：
CO₂（g）+H₂O（1）?H₂CO₃ （aq）   K₁=

c

（

H

2

C

O

3

）

p

（

C

O

2

）

，p（CO₂）表示CO₂的平衡壓強K_a1（H₂CO₃）=4.3×10^-7，K_a2（H₂CO₃）=5.6×10^-11，K_a（HClO）=3.0×10^-8
（1）天然雨水的pH＜7，用電離方程式解釋其原因

H₂CO₃?H⁺+

HCO

-

3

H₂CO₃?H⁺+

HCO

-

3

。
（2）將CO₂通入NaClO水溶液中，發(fā)生的主要反應為CO₂+H₂O+ClO^-?

HCO

-

3

+HCO。寫出該反應的平衡常數(shù)表達式：K=

K

1

×

K

a

1

（

H

2

C

O

3

）

K

a

（

HC

l

O

）

K

1

×

K

a

1

（

H

2

C

O

3

）

K

a

（

HC

l

O

）

[用K₁、K_al（H₂CO₃）和K_a（HClO）的式子表示]
（3）根據(jù)平衡常數(shù)計算說明CO₂通入NaClO水溶液中，主要反應并非CO₂+H₂O+2ClO^-?

CO

2

-

3

+2HClO：

前者反應的平衡常數(shù)為

K

1

×

K

al

（

H

2

C

O

3

）

K

a

（

HC

l

O

）

=

14

.

33

K

1

，后者反應的平衡常數(shù)為

K

1

×

K

a

1

（

H

2

C

O

3

）

×

K

a

2

（

H

2

C

O

3

）

K

2

a

（

HC

l

O

）

=

2

.

68

×

1

0

-

2

K

1

，遠遠小于14.33K₁

前者反應的平衡常數(shù)為

K

1

×

K

al

（

H

2

C

O

3

）

K

a

（

HC

l

O

）

=

14

.

33

K

1

，后者反應的平衡常數(shù)為

K

1

×

K

a

1

（

H

2

C

O

3

）

×

K

a

2

（

H

2

C

O

3

）

K

2

a

（

HC

l

O

）

=

2

.

68

×

1

0

-

2

K

1

，遠遠小于14.33K₁

。
Ⅱ.在雙功能催化劑作用下。由CO₂加氫可以合成二甲醚。涉及以下主要反應。
反應1（甲醇合成）：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）
反應2（甲醇脫水）：2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）
反應3（逆水汽變換）：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂Og）
相關物質變化的焓變示意圖如表：

	2CO（g）+2H2O（g）+4H2（g）
	2CO2（g）+6H2（g）
	2CH3OH（g）+2H2O（g）
	CH3OCH3（g）+3H2O（g）

雙功能催化劑通常由甲醇合成活性中心和甲醇脫水活性中心組成。在一定條件下，將CO₂與H₂以1：3體積比通過雙功能催化劑，測定含碳產(chǎn)物的物質的量分數(shù)隨時間變化如圖1所示。

（4）寫出反應3的熱化學方程式

CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.2kJ?mol^-1

CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H=+41.2kJ?mol^-1

。
（5）在圖2中畫出采用雙功能催化劑由CO₂加氫合成二甲醚的能量變化圖

。
（6）下列說法正確的是

B

B

。
A.為提高工業(yè)生產(chǎn)效率，合成二甲醚的適宜條件是高溫高壓
B.可通過監(jiān)測反應體系中CH₃OCH₃和H₂O濃度比判斷是否達到平衡
C.反應達平衡時，若縮小容器體積，反應3平衡不發(fā)生移動
D.一定溫度、壓強下，尋找活性更高的催化劑，是提高CO₂平衡轉化率的研究方向