2022年11月30日，神舟十五號與神舟十四號乘組在“太空會師”。太空生命保障系統(tǒng)利用電解水供氧，生成的氫氣與宇航員呼出的二氧化碳在催化劑作用下生成水和甲烷，水可循環(huán)使用。
（1）已知CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）ΔH₁=-890kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）ΔH₂=-572kJ?mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g）ΔH=44kJ?mol^-1
寫出H₂（g）與CO₂（g）反應(yīng)生成CH₄（g）和H₂O（g）的熱化學(xué)方程式

4H₂（g）+CO₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（g）△H=-166kJ/mol

4H₂（g）+CO₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（g）△H=-166kJ/mol

。
（2）一定條件下，反應(yīng)CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）達(dá)到平衡狀態(tài)。
①下列操作中，能提高H₂平衡轉(zhuǎn)化率的是

bc

bc

。
a.加入催化劑
b.降低反應(yīng)溫度
c.移除H₂O（g）
d.恒溫恒壓下通入惰性氣體
②某科研小組在一定溫度下模擬該反應(yīng)，向容積為5L的抽空的密閉容器中通入0.2molCO₂和0.6molH₂，反應(yīng)平衡后測得CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

625

625

。
（3）在相同條件下，CO₂（g）與H₂（g）還會發(fā)生以下副反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），該副反應(yīng)的發(fā)生不利于氧循環(huán)，原因是

副反應(yīng)中，氫氣轉(zhuǎn)化為水的量少

副反應(yīng)中，氫氣轉(zhuǎn)化為水的量少

。
（4）已知反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）。為了提高甲醇的選擇性，某科研團(tuán)隊(duì)研制了一種具有反應(yīng)和分離雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器，原理如圖所示。

保持壓強(qiáng)為3MPa,溫度為260℃，向密閉容器中按投料比

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

=3投入一定量CO₂和H₂，不同反應(yīng)模式下CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。

實(shí)驗(yàn)組	反應(yīng)模式	n （ H 2 ） n （ C O 2 ）	溫度/℃	CO2的平衡轉(zhuǎn)化率/%	CH3OH的選擇性/%
Ⅰ	普通催化反應(yīng)器	3	260	21.9	67.3
Ⅱ	分子篩膜催化反應(yīng)器	3	260	36.1	100

①雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器模式下，恒溫恒容時發(fā)生反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

cd

cd

。
a.c（H₂O）的濃度不變
b.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
c.混合氣密度不變
d.斷裂3molH-H鍵的同時斷裂2molO-H鍵
②由表中數(shù)據(jù)可知，雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器模式下，CO₂的轉(zhuǎn)化率明顯提高，可能的原因是：

雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器模式下，只發(fā)生生成甲醇的反應(yīng)，雙功能的分子篩膜能及時分離出水蒸氣使平衡正向移動，CO₂的轉(zhuǎn)化率增大

雙功能的分子篩膜催化反應(yīng)器模式下，只發(fā)生生成甲醇的反應(yīng)，雙功能的分子篩膜能及時分離出水蒸氣使平衡正向移動，CO₂的轉(zhuǎn)化率增大

。