为实现“碳达峰”及“碳中和”，二氧化碳甲烷化技术是CO₂循环再利用最有效的技术之一。
（1）二氧化碳甲烷化时发生的反应为：CO₂（g）+4H₂（g）⇌CH₄（g）+2H₂O（g）。
①298K时，已知相关物质的相对能量如图，则该反应的ΔH=

-166

-166

kJ⋅mol^-1。
②能判断该过程反应已达化学平衡状态的标志是

ACD

ACD

（填标号）。
A.CO₂体积分数保持不变
B.容器中混合气体的质量保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.CO₂的生成速率与CH₄的生成速率相等
③有利于提高体系中CO₂平衡转化率的措施是

D

D

（填标号）。
A.使用高效催化剂
B.增加CO₂投入量
C.延长反应时间
D.及时分离CH₄
（2）催化剂的选择是CO₂甲烷化的核心，金属Ni或Ni-CeO₂均可作为催化剂。反应相同时间，测得CO₂转化率和CH₄选择性随温度的变化如图所示。高于320℃，以Ni-CeO₂为催化剂，CO₂转化率略有下降，而以Ni为催化剂，CO₂转化率却仍在上升，其原因是

320℃时，以Ni-CeO₂为催化剂时，CO₂甲烷化反应已达到平衡，升高温度平衡左移，而以Ni为催化剂时，CO₂甲烷化反应末达到平衡，升高温度反应速率加快

320℃时，以Ni-CeO₂为催化剂时，CO₂甲烷化反应已达到平衡，升高温度平衡左移，而以Ni为催化剂时，CO₂甲烷化反应末达到平衡，升高温度反应速率加快

。（CH₄的选择性公式：CH₄的选择性=

转化成甲烷所消耗的二氧化碳的量

二氧化碳的总转化量

×100%）
（3）CO₂甲烷化发生反应CO₂（g）+4H₂（g）⇌CH₄（g）+2H₂O（g），由于该反应存在副反应，反应的CO₂不能100%转化为CH₄，生成的CH₄须依据CH₄的选择性公式进行计算。某温度，在体积为2L的恒容密闭容器中加入1molCO₂和4molH₂，10min后达到平衡，CO₂的平衡转化率和CH₄的选择性分别为80%、90%，则CH₄的反应速率为

0.036mol⋅L^-1⋅min^-1

0.036mol⋅L^-1⋅min^-1

。
（4）Ni-CeO₂催化CO₂加H₂生成CH₄的反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注），则发生的副反应的方程式为

CO₂+H₂⇌CO+H₂O

CO₂+H₂⇌CO+H₂O

。


（5）CeO₂的晶胞结构如图所示：

①Ce的配位数为

8

8

。
②若高温下该晶胞中1个氧原子变为空位，需

4

4

个面心上的Ce由+4价变为+3价（顶点上的Ce化合价不变）。