为实现“双碳”目标,某科研所研究二氧化碳制备甲醇技术可实现二氧化碳资源化利用、降低碳排放。回答下列问题:
(1)在一定条件下,合成甲醇的过程中主要发生以下反应:
Ⅰ.CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g)
△H
1Ⅱ.CO
2(g)+H
2(g)
CO(g)+H
2O(g)
△H
2=+41kJ•mol
-1Ⅲ.CO(g)+2H
2(g)
CH
3OH(g)
△H
3=-90.5kJ•mol
-1反应Ⅰ的△H
1=
_______;增大反应体系的压强(缩小容积),n(CH
3OH)
_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在3.0MPa和催化剂下,向1L密闭容器中充入1molCO
2和3molH
2,平衡时CO
2的转化率与CH
3OH、CO的选择性随温度的变化如图所示。
[CH
3OH或CO的选择性=
×100%]
图中X曲线代表
_______(填化学式)的选择性;150~250℃之间,以反应
______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为主。
(3)在上述条件下,反应在200℃时,反应Ⅲ的浓度平衡常数K
c=
_______L
2•mol
-2(用计算式表示);250℃时,反应达到平衡时测得H
2的物质的量为2.0mol,CH
3OH的物质的量为0.25mol,则反应Ⅱ的压强平衡常数K
p=
_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)该科研所除在催化剂下用氢气还原二氧化碳制取甲醇外,还研究用如图装置电解法制取甲醇。写出阴极上发生反应的电极反应式
_______。