在2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會議上，我國明確提出“碳達(dá)峰”與“碳中和”目標(biāo)。使利用CO₂合成高價(jià)值化學(xué)品更突顯其重要性。
Ⅰ.工業(yè)上可以利用CO₂和H₂合成CH₃OH：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0。該反應(yīng)在起始溫度和體積均相同（T℃、1L）的兩個(gè)密閉容器中分別進(jìn)行，反應(yīng)起始物質(zhì)的量如下表：

反應(yīng)條件	CO2（mol）	H2（mol）	CH3OH（mol）	H2O（mol）
①恒溫恒容	1	3	0	0
②絕熱恒容	0	0	1	1

（1）達(dá)到平衡時(shí)，CO₂的體積分?jǐn)?shù)φ①

＞

＞

φ②。（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）當(dāng)

v_正（CO₂）、v_正（CH₃OH）、v_正（H₂O）均可

v_正（CO₂）、v_正（CH₃OH）、v_正（H₂O）均可

=

1

3

v_逆（H₂）時(shí)，說明反應(yīng)在條件②達(dá)到平衡狀態(tài)。
Ⅱ.利用CH₄超干重整CO₂的催化轉(zhuǎn)化如圖1所示。
（3）CH₄與CO₂超干重整反應(yīng)的方程式為

CH₄+3CO₂=4CO+2H₂O

CH₄+3CO₂=4CO+2H₂O

。

（4）有關(guān)轉(zhuǎn)化過程，下列說法正確的是

bc

bc

。（填序號）
a.過程Ⅰ中CO₂未參與反應(yīng)
b.過程Ⅱ?qū)崿F(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離
c.轉(zhuǎn)化②中CaO消耗過程中的CO₂，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行
d.轉(zhuǎn)化③中Fe與CaCO₃反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為4：3
Ⅲ.通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)CO₂的再轉(zhuǎn)化，合成CO、CH₄：
①CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄（g）+2H₂O（g）△H＜0
②CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H＞0
在密閉容器中通入3mol的H₂和1mol的CO₂，分別在壓強(qiáng)為1MPa和10MPa下進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中對平衡體系的三種物質(zhì)（CO₂、CO、CH₄）進(jìn)行分析，其中溫度對CO和CH₄在三種物質(zhì)中的體積分?jǐn)?shù)影響如圖2所示。
（5）1MPa時(shí)，表示CH₄和CO平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線分別是

b

b

和

c

c

。M點(diǎn)平衡體積分?jǐn)?shù)高于N點(diǎn)的原因是

溫度相同時(shí)，增大壓強(qiáng)使反應(yīng)①平衡正向移動，水的體積分?jǐn)?shù)增大，CO₂和N₂的體積分?jǐn)?shù)減少，有利于反應(yīng)②逆向移動，故高壓時(shí)，CO體積分?jǐn)?shù)降低，M點(diǎn)高于N點(diǎn)（或者，溫度相同時(shí)，降低壓強(qiáng)使反應(yīng)①平衡逆向移動，水的體積分?jǐn)?shù)減小，CO₂和H₂的體積分?jǐn)?shù)增大，有利于反應(yīng)②平衡正向移動，故低壓時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，M點(diǎn)高于N點(diǎn)）

溫度相同時(shí)，增大壓強(qiáng)使反應(yīng)①平衡正向移動，水的體積分?jǐn)?shù)增大，CO₂和N₂的體積分?jǐn)?shù)減少，有利于反應(yīng)②逆向移動，故高壓時(shí)，CO體積分?jǐn)?shù)降低，M點(diǎn)高于N點(diǎn)（或者，溫度相同時(shí)，降低壓強(qiáng)使反應(yīng)①平衡逆向移動，水的體積分?jǐn)?shù)減小，CO₂和H₂的體積分?jǐn)?shù)增大，有利于反應(yīng)②平衡正向移動，故低壓時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，M點(diǎn)高于N點(diǎn)）

。
（6）圖中當(dāng)CH₄和CO平衡體積分?jǐn)?shù)均為40%時(shí)，若容器的體積為1L，該溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)K的值為

2.88

2.88

。