綠色能源的開(kāi)發(fā)利用是未來(lái)能源發(fā)展的重要方向，也是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要舉措。氫能是重要的綠色能源，利用甲烷來(lái)制取氫氣的總反應(yīng)可表示為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），該反應(yīng)可通過(guò)如下過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)：
反應(yīng)Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）═3H₂（g）+CO（g）ΔH₁=+206.3kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅱ：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）ΔH₂=-41.2kJ?mol^-1
（1）總反應(yīng)的△H=

+165.1

+165.1

kJ?mol^-1。
（2）反應(yīng)Ⅰ在恒壓條件下，不同進(jìn)氣比[n（CH₄）：n（H₂O）]和不同溫度時(shí)測(cè)得相應(yīng)的CH₄平衡轉(zhuǎn)化率見(jiàn)表。

平衡點(diǎn)	a	b	c	d
n（CH4）：n（H2O）	0.5	0.5	1	1
CH4平衡轉(zhuǎn)化率/%	50	69	50	20

①c點(diǎn)平衡混合物中H₂的體積分?jǐn)?shù)為

50%

50%

，a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率v_a

＜

＜

v_b（填“＜”、“=”或“＞”），判斷的理由為

反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)，恒壓狀態(tài)下投料比相同時(shí)，體系溫度越高，平衡轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)速率越快

反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)，恒壓狀態(tài)下投料比相同時(shí)，體系溫度越高，平衡轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)速率越快

。
②若d點(diǎn)的總壓強(qiáng)為aMPa,則d點(diǎn)的分壓平衡常數(shù)K_p為

3

a

2

256

（

MP

a

）

2

3

a

2

256

（

MP

a

）

2

（用平衡分壓代替濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
（3）反應(yīng)Ⅱ在工業(yè)上稱為一氧化碳的催化變換反應(yīng)，研究表明該反應(yīng)用Fe₃O₄作催化劑，反應(yīng)歷程如下：
第一步：Fe₃O₄+4CO=3Fe+4CO₂
第二步：3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂
已知第一步為慢反應(yīng)，則第一步反應(yīng)的活化能比第二步反應(yīng)

大

大

（填“大”或“小”）。
由于CO還原性較強(qiáng)，若將Fe₃O₄還原成Fe,并以Fe的形式大量存在于反應(yīng)體系中，會(huì)使催化劑失去活性，但在實(shí)際生產(chǎn)中一般不會(huì)發(fā)生催化劑失去活性的情況，請(qǐng)結(jié)合一氧化碳的催化變換反應(yīng)歷程說(shuō)明理由

由于第二步反應(yīng)快，催化劑不會(huì)以鐵的形式大量存在于反應(yīng)體系中，所以不會(huì)出現(xiàn)催化劑的失活

由于第二步反應(yīng)快，催化劑不會(huì)以鐵的形式大量存在于反應(yīng)體系中，所以不會(huì)出現(xiàn)催化劑的失活

。
（4）用二氧化碳與氫氣催化加氫制乙醇，其反應(yīng)原理為：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）ΔH＜0。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定在不同投料比x₁、x₂、x₃時(shí)CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖曲線所示x=

[

n

（

C

O

2

）

n

（

H

2

）

]

：從平衡角度分析，隨溫度升高，不同投料比時(shí)CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率趨于相近的原因是

升高溫度到一定范圍，溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響占主要因素

升高溫度到一定范圍，溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響占主要因素

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