Question

（10分）
一種將CO₂變為燃料或有機化學品的構想分成3個步驟：
①利用濃碳酸鉀溶液吸收空氣中的CO₂；
②將第①步吸收液電解產生H₂和O₂，同時分離出CO₂；
③將第②步產生的H₂和CO₂在一定條件下轉化成CH₄和H₂O₂。
已知：H₂（g）+O₂（g）=H₂O（l） △H₁=—285.8kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₂=—889.6kJ/mol
H₂O（l）=H₂O（g） △H₃=+44.0kJ/mol
（1）第③步反應的熱化學方程式為        。
  （2）若在第②步電解吸收液時產生11.2LO₂（標準狀況下），則第③步中最多可制得   L甲烷（標準狀況下）

  （3）為探究在密閉容器中進行第③步反應的最佳投料比，某
研究小組向恒溫（T₁、T₂均大于100℃）恒容容器中充
入一定量的H₂，在其他條件不變的情況下，改變起始
CO₂的物質的量測定達到平衡時CH₄的體積分數，實
驗結果如右圖所示。則a、c兩點處所的平衡狀態中，
氫氣的轉化率的大小關系是a(a)    a(c)（填“>”“<”
或“=”），a、b、c、d四點所處的平衡狀態中，對應的
平衡常數K_a、K_b、K_c、K_d的大小關系是          。
（4）H₂和CO₂在一定條件下也能轉化成甲酸。甲酸，空氣，質子交換膜和惰性電極組成的燃料電池工作時，負極發生的電極反應可表示為        。

Answer 1

（10分，每空2分）
（1）CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(l)   △H=-253.6kJ/mol
或CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(g)   △H=-165.6kJ/mol
（2）5.6
（3）<    K_a=K_t>K_b=K_d
（4）HCOOH-2e^-=CO₂↑+2H⁺