我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰（甲烷的水合物）试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式。
回答下列问题：
（1）CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g） ΔH=+205.9kJ•

mo

-

1

1

①
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）            ΔH₂=-41.2kJ•mol^-1②
写出CH₄与CO₂反应生成CO和H₂的热化学方程式：

CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+H₂（g）ΔH=+247.1kJ/mol

CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+H₂（g）ΔH=+247.1kJ/mol

。
（2）高温下，在1L密闭容器中通入1mol甲烷，发生如下反应：2CH₄⇌C₂H₆+H₂。反应在初期阶段的速率方程为v=kc（CH₄），其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为v₁，甲烷的转化率为α时的反应速率为v₂，则

v

2

v

1

=

1-α

1-α

。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是

A

A

（填字母）。
A.v与甲烷浓度成正比
B.压强不变时，反应到达平衡状态
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.k与温度无关
③平衡时，再通入1mol甲烷，则反应的平衡常数K

不变

不变

（填“增大”“减小”或“不变”，下同），甲烷的转化率α

不变

不变

。
（3）CH₄和CO₂都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图1所示：

当在某电极上生成的两种有机物物质的量之比为1：1时，该电极上的电极反应式为

4CH₄+3O^2--6e^-=C₂H₄+C₂H₆+3H₂O

4CH₄+3O^2--6e^-=C₂H₄+C₂H₆+3H₂O

。CH₄和CO₂的物质的量比为

4：3

4：3

。
（4）我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH₄催化裂解生成H₂和碳（或碳氢物种），其中碳（或碳氢物种）吸附在催化剂上，如CH₄→C_ads/[C（H）_n]_ads+（2-

n

2

）H₂；第二步：碳（或碳氢物种）和H₂O反应生成CO₂和H₂，如C_ads/[C（H）_n]_ads+2H₂O→CO₂+（2-

n

2

）H₂，反应过程和能量变化残图如图2：判断

②

②

（填序号）过程加入催化剂，原因是

催化剂降低了活化能

催化剂降低了活化能

。控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步，其原因为

第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢

第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢

。