学进去

2023年9月23日，杭州亚运会开幕式使用的一种液体火炬燃料——“零碳甲醇”，备受瞩目，它是CO₂资源化利用的有效途径，是实现“碳中和”理念的重要途径（“碳中和”是指CO₂的排放总量和减少总量相当）。

I.“水循环、氧循环和碳循环”是自然界存在的三大重要循环，如图1。
(1)以下说法不正确的是________。
a.从物质变化角度看，水循环与另外两种在变化上有本质的区别
b.二氧化碳的消耗途径就是氧气的产生途径
c.碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
(2)结合图1，提出一种目前可行的吸收二氧化碳的方式：________。
II.“碳捕获”并封存有利于减缓温室效应。同学们设计了一个简易CO₂捕捉器，其流程如图2所示。
(3)写出喷雾反应器中发生反应的符号表达式________，此方法中采用“喷雾”的优点是________。
III.“碳”的转化与利用
转化一：CH₄与CO₂在固相催化剂作用下可得到CO和H₂，反应过程如图3所示，在催化剂表面发生的反应可分为以下2步：。

(4)反应一段时间后，催化剂的催化效果降低的原因是________，可在原料气中加入适量________气体以有效缓解上述问题。反应中各物质的量随温度变化的曲线如图4所示，纵坐标（kmol）数值越大表示该物质越多，因此，反应在________（填“较低”或“较高”）温度下进行。
(5)利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气，说明氢气的沸点比CO的沸点________。
转化二：以CO₂为原料制取炭黑的太阳能工艺如图5所示
(6)反应1的符号表达式为________。
(7)在整个转化过程中，CO₂最终被转化为________，反应前后Fe₃O₄质量会________（“变大”或“不变”或“变小”）。
转化三：光催化还原法能实现二氧化碳的甲烷化，将二氧化碳和水转化为甲烷和氧气。
(8)催化剂的催化效率和甲烷的生成速率随温度的变化关系如图所示。300~400℃之间，甲烷生成速率加快的原因是________。