實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的“雙碳”目標(biāo)的一種有效方式是將CO₂作為碳源制造各種化學(xué)品，其中將CO₂轉(zhuǎn)化為有機(jī)化學(xué)品是日前研究的熱點(diǎn)。
Ⅰ．利用CO₂和乙醇（C₂H₅OH）可以合成一種重要的化學(xué)中間體碳酸二乙酯（DEC），主要化學(xué)反應(yīng)是：
。
（1）如圖為不同壓強(qiáng)下DEC的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化圖，壓強(qiáng)p₁、p₂、p₃由大到小的順序?yàn)?

p₁＞p₂＞p₃

p₁＞p₂＞p₃

，理由是

該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡右移

該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡右移

。

（2）在實(shí)際生產(chǎn)合成DEC的同時(shí)，還伴隨著乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)C₂H₅OH（g）?CH₃CHO（g）+H₂（g）ΔH＞0。如圖為在復(fù)合鈰鋯氧化物（Ce_0.2Zr_0.8O₂）催化劑作用下，溫度對DEC產(chǎn)量和選擇性的影響。備注：DEC的產(chǎn)量=

m

DEC

V

反應(yīng)后混合液

，m_DEC代表DEC的質(zhì)量，V_{反應(yīng)后混合液}代表反應(yīng)結(jié)束恢復(fù)至室溫后混合液的體積DEC的選擇性=

n

DEC

n

總產(chǎn)物

，n_DEC代表DEC的物質(zhì)的量，n_{總產(chǎn)物}代表總產(chǎn)物的物質(zhì)的量。

圖中在150℃以后，隨著溫度的升高，DEC的產(chǎn)量下降，若從平衡角度分析DEC產(chǎn)量下降的可能原因是

合成DEC的反應(yīng)為放熱反應(yīng)、乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，150℃以后，升高溫度，合成DEC的平衡左移，生成乙醛的平衡右移

合成DEC的反應(yīng)為放熱反應(yīng)、乙醇脫氫生成乙醛的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，150℃以后，升高溫度，合成DEC的平衡左移，生成乙醛的平衡右移

；若從速率角度分析DEC產(chǎn)量下降的可能原因是

150℃以后，升高溫度，DEC的選擇性降低，催化劑活性降低，合成DEC的反應(yīng)速率減慢

150℃以后，升高溫度，DEC的選擇性降低，催化劑活性降低，合成DEC的反應(yīng)速率減慢

。
Ⅱ．通過電解可以實(shí)現(xiàn)CO₂轉(zhuǎn)化為HCOO^-，后續(xù)經(jīng)酸化轉(zhuǎn)化為HCOOH，電解裝置原理示意圖如圖：

（3）寫出陰極電極反應(yīng)式：

2CO₂+2e^-+H₂O=HCOO^-+

HCO

-

3

2CO₂+2e^-+H₂O=HCOO^-+

HCO

-

3

。
（4）電解一段時(shí)間后，陽極區(qū)的KHCO₃溶液濃度降低，結(jié)合化學(xué)用語解釋其原因

H₂O在陽極發(fā)生如下反應(yīng)：2H₂O-4e^-=O₂↑+H⁺，H⁺與

HCO

-

3

反應(yīng)生成CO₂：H⁺+

HCO

-

3

=CO₂↑+H₂O，K⁺移向陰極區(qū)

H₂O在陽極發(fā)生如下反應(yīng)：2H₂O-4e^-=O₂↑+H⁺，H⁺與

HCO

-

3

反應(yīng)生成CO₂：H⁺+

HCO

-

3

=CO₂↑+H₂O，K⁺移向陰極區(qū)

。
（5）可通過測定電解消耗的電量求出制得甲酸的質(zhì)量，已知電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為96500庫侖，電解結(jié)束后消耗的電量為x庫侖，理論上制得的甲酸質(zhì)量為

1

2

×

x

96500

×46

1

2

×

x

96500

×46

g（列出計(jì)算式）。實(shí)際得到的甲酸的質(zhì)量低于理論值，可能的原因是

CO₂在陰極放電發(fā)生副反應(yīng)

CO₂在陰極放電發(fā)生副反應(yīng)

。