1.[2023·全国甲卷]甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①3O2(g)===2O3(g) K1 ΔH1=285 kJ·mol-1
②2CH4(g)+O2(g)===2CH3OH(l) K2 ΔH2=-329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g)===CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=________kJ·mol-1,平衡常数K3=________(用K1、K2表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4===M++CH3OH,结果如下图所示。图中300 K的曲线是________(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO+的转化率为________(列出算式)。
(3)MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD________CHD2OH(填“>”“<”或“=”)。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有________种。