在2020年中央经济工作会议上，我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标。使利用CO₂合成高价值化学品更突显其重要性。
Ⅰ.工业上可以利用CO₂和H₂合成CH₃OH：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0。该反应在起始温度和体积均相同（T℃、1L）的两个密闭容器中分别进行，反应起始物质的量如下表：

反应条件	CO2（mol）	H2（mol）	CH3OH（mol）	H2O（mol）
①恒温恒容	1	3	0	0
②绝热恒容	0	0	1	1

（1）达到平衡时，CO₂的体积分数φ①

＞

＞

φ②。（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）当

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）时，说明反应在条件②达到平衡状态。
Ⅱ.利用CH₄超干重整CO₂的催化转化如图1所示。
（3）CH₄与CO₂超干重整反应的方程式为

CH₄+3CO₂=4CO+2H₂O

CH₄+3CO₂=4CO+2H₂O

。

（4）有关转化过程，下列说法正确的是

bc

bc

。（填序号）
a.过程Ⅰ中CO₂未参与反应
b.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.转化②中CaO消耗过程中的CO₂，有利于反应正向进行
d.转化③中Fe与CaCO₃反应的物质的量之比为4：3
Ⅲ.通过下列反应可实现CO₂的再转化，合成CO、CH₄：
①CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄（g）+2H₂O（g）△H＜0
②CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H＞0
在密闭容器中通入3mol的H₂和1mol的CO₂，分别在压强为1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质（CO₂、CO、CH₄）进行分析，其中温度对CO和CH₄在三种物质中的体积分数影响如图2所示。
（5）1MPa时，表示CH₄和CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是

b

b

和

c

c

。M点平衡体积分数高于N点的原因是

温度相同时，增大压强使反应①平衡正向移动，水的体积分数增大，CO₂和N₂的体积分数减少，有利于反应②逆向移动，故高压时，CO体积分数降低，M点高于N点（或者，温度相同时，降低压强使反应①平衡逆向移动，水的体积分数减小，CO₂和H₂的体积分数增大，有利于反应②平衡正向移动，故低压时，CO的体积分数增大，M点高于N点）

温度相同时，增大压强使反应①平衡正向移动，水的体积分数增大，CO₂和N₂的体积分数减少，有利于反应②逆向移动，故高压时，CO体积分数降低，M点高于N点（或者，温度相同时，降低压强使反应①平衡逆向移动，水的体积分数减小，CO₂和H₂的体积分数增大，有利于反应②平衡正向移动，故低压时，CO的体积分数增大，M点高于N点）

。
（6）图中当CH₄和CO平衡体积分数均为40%时，若容器的体积为1L，该温度下反应①的平衡常数K的值为

2.88

2.88

。