國家主席習近平在9月22日召開的聯合國大會上表示：“中國將爭取在2060年前實現碳中和”。所謂“碳中和”，通俗地說，日常活動可能制造的二氧化碳排放量，通過植樹、節能減排等方法來中和抵消。
（1）CO₂甲烷化反應是由法國化學家PaulSabatier提出的，因此，該反應又叫Sabatier反應。CO₂催化氫化制甲烷的研究過程如圖1：

①上述過程中，加入鐵粉的作用是

作為反應物，生成氫氣

作為反應物，生成氫氣

。
②HCOOH是CO₂轉化為CH₄的中間體：CO₂

Ⅰ

活化能

E

1

k

J

?

mol

-

1

  HCOOH 

Ⅱ

活化能

E

2

k

J

?

mol

-

1

CH₄。當鎳粉用量增加10倍后，甲酸的產量迅速減少，原因是

當鎳粉用量增加10倍后，甲酸的產量在迅速減少，說明甲酸的消耗速率大于其生成速率，說明反應Ⅱ的速率要比反應Ⅰ的速率增加得快

當鎳粉用量增加10倍后，甲酸的產量在迅速減少，說明甲酸的消耗速率大于其生成速率，說明反應Ⅱ的速率要比反應Ⅰ的速率增加得快

。
（2）一定條件下，Pd-Mg/SiO₂催化劑可使CO₂甲烷化從而變廢為寶，其反應機理如圖2所示，該反應的化學方程式為

CO₂+4H₂

催化劑

CH₄+2H₂O

CO₂+4H₂

催化劑

CH₄+2H₂O

，反應過程中碳元素的化合價為-2價的中間體是

MgOCH₂

MgOCH₂

。
（3）我國科學家研究Li-CO₂電池，取得了重大科研成果。回答下列問題：
①在Li-CO₂電池中，Li為單質鋰片，則該電池中的CO₂在

正

正

（填“正”或“負”）極發生電化學反應。
②研究表明，在電解質水溶液中，CO₂氣體可被電化學還原。
Ⅰ.CO₂在堿性介質中電還原為正丙醇（CH₃CH₂CH₂OH）的電極反應方程式為

3CO₂+18e^-+13H₂O═CH₃CH₂CH₂OH+18OH^-

3CO₂+18e^-+13H₂O═CH₃CH₂CH₂OH+18OH^-

。
Ⅱ.在電解質水溶液中，三種不同催化劑（a、b、c）上CO₂電還原為CO的反應進程中（H⁺被還原為H₂的反應可同時發生），相對能量變化如下圖所示。由此判斷，CO₂電還原為CO從易到難的順序為：

c、a、b

c、a、b

（用 a、b、c字母排序）。