二氧化碳加氫制甲醇和甲烷重整對(duì)碳資源利用具有重要的戰(zhàn)略意義?；卮鹣铝袉?wèn)題：
Ⅰ.CO₂加氫選擇合成甲醇的主要反應(yīng)如下：
①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁（298K）
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂（298K）
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）ΔH₃（298K）
?
（1）在一定溫度下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)的焓變叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，如表為298K時(shí)幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（Δ_fH_m^θ）。

物質(zhì)	H2（g）	O2（g）	CO（g）	CO2（g）	H2O（g）	CH3OH（g）
ΔfHmθ（kJ?mol-1）	0	0	-110.5	-393.5	-241.8	-201.2

有利于反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行的條件是

低溫

低溫

（填“高溫”或“低溫”），ΔH₂（298K）=

+41.2

+41.2

kJ?mol^-1，有利于提高甲醇平衡產(chǎn)率的措施有

降低溫度、增大壓強(qiáng)或及時(shí)分離出產(chǎn)物水

降低溫度、增大壓強(qiáng)或及時(shí)分離出產(chǎn)物水

（至少回答2條）。
（2）反應(yīng)②的反應(yīng)速率v=v_正-v_逆=k_正c（CO₂）c（H₂）-k_逆c^m （CO）cⁿ （H₂O），其中k_正、k_逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

k

正

k

逆

，則m=

1

1

，升高溫度時(shí)lgk_正-lgk_逆

增大

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）。
Ⅱ.甲烷重整工藝主要包括甲烷水蒸氣重整制氫、甲烷部分氧化重整制氫、甲烷二氧化碳重整制氫、甲烷三重整制氫等。
（3）甲烷三重整制氫的逆反應(yīng)3H₂（g）+CO（g）?CH₄（g）+H₂O（g）。若將H₂與CO按物質(zhì)的量之比3：1加入反應(yīng)裝置，在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)甲烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x（CH₄），在t=250℃條件下x（CH₄）與p的關(guān)系、在p=5×10⁵Pa條件下x（CH₄）與t的關(guān)系如圖a所示。當(dāng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

6

53

時(shí)，反應(yīng)條件可能是

220℃、3×10⁵Pa或280℃、9×10⁵Pa

220℃、3×10⁵Pa或280℃、9×10⁵Pa

；圖a中能表示相同狀態(tài)下、相同平衡狀態(tài)的點(diǎn)是

BC

BC

。210℃時(shí)，甲烷三重整制氫反應(yīng)的在該溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K^θ=

108

108

[已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)dD（g）+eE（g）?gG（g）+hH（g），K^θ=

（

P

G

P

θ

）

g

?

（

P

H

P

θ

）

h

（

P

D

P

θ

）

d

?

（

P

E

P

θ

）

e

，其中p^θ=100kPa,P_G、P_H、P_D、P_E為各組分的平衡分壓]。甲烷三重整制氫工業(yè)一般將反應(yīng)溫度設(shè)置為750～920℃，將反應(yīng)壓力設(shè)置為2～3MPa,并向轉(zhuǎn)化爐內(nèi)通入空氣或氧氣，通入空氣或氧氣的目的是

與部分原料氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為甲烷進(jìn)一步反應(yīng)提供能量

與部分原料氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為甲烷進(jìn)一步反應(yīng)提供能量

。
（4）同時(shí)進(jìn)行甲烷與二氧化碳的重整反應(yīng)制備合成氣是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，反應(yīng)為④CH₄+CO₂═2CO+2H₂，該反應(yīng)的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖b所示，已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式Rlnk=-

E

a

T

+C（E_a為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）。反應(yīng)④的逆反應(yīng)活化能為

y

1

-

y

2

x

2

-

x

1

y

1

-

y

2

x

2

-

x

1

kJ?mol^-1。（用含“x₁、y₁、x₂、y₂”的式子表示）