新能源是未来能源发展的方向,积极发展氢能是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。
(1)工业上常利用

合成二甲醚,其工艺流程如下:

请写出

直接加氢合成

的热化学方程式:
___________。
(2)

通过加氢也可制得甲醇,其反应历程如图,下列说法正确的是
___________(填序号)。

①Cu—ZnO—

做催化剂,气体以一定的流速通过其表面,但对反应物的平衡转化率无影响
②该过程中,既有极性键和非极性键的断裂,也有极性键和非极性键的形成
③整个实验过程中原子的利用率达到了100%
④

通过加氢制甲醇的反应式为

(3)将含有大量

的空气吹入

溶液中,再把

从溶液中提取出来,并使之与

在催化剂作用下生成可再生能源甲醇,相关反应如下:
反应I:

反应II:

①现使用一种催化剂(CZZA/rGO),按

(总量为amol)投料于恒容密闭容器中进行反应,

的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率为转化的

中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示(忽略温度对催化剂的影响)。在513K达平衡时,反应体系内甲醇的物质的量为
___________mol(列出计算式);随着温度的升高,

的平衡转化率增加,但甲醇的选择率降低,请分析其原因:
___________。

②将

和

充入2L恒容密闭容器中,使其仅按反应I进行,在不同催化剂作用下,相同时间内

的转化率随温度变化如图示。下列说法错误的是
___________(填字母)。

A.根据图中曲线分析,催化剂I的催化效果最好
B.b点

可能等于

C.a点转化率比c点高可能的原因是该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,转化率降低
D.

与

的浓度比保持1∶3不再变化,说明该反应已达平衡状态
③若将密闭容器恒定为1L,温度为180℃,起始时充入

和

,使其仅按反应II进行。已知:反应速率

,

平衡转化率为60%。该温度下

与

的比值为
___________(保留两位有效数字)。