二氧化碳、甲烷等是主要的温室气体。研发二氧化碳和甲烷的利用技术对治理生态环境具有重要意义。
已知：常温常压下，一些物质的燃烧热如表所示。

物质	CH4（g）	H2（g）	CO（g）
燃烧热（ΔH）/（kJ⋅mol-1）	-890.3	-285.8	-283.0

回答下列问题：
（1）在催化剂作用下，甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法，写出CH₄（g）与CO₂（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式：

CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.3kJ/mol

CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.3kJ/mol

。
（2）在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CH₄、CO₂发生催化重整反应。
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是

A

A

（填标号）。
A．混合气体的平均相对分子质量不再变化
B．v_正（CH₄）=2v_逆（CO）
C．CO与H₂浓度的比值不再变化
D．容器内混合气体的密度不再变化
②当投料比

n

（

C

H

4

）

n

（

C

O

2

）

=1.0时，CO₂的平衡转化率（α）与温度（T）、初始压强（p）的关系如图1所示。由图可知：压强p₁

＜

＜

2MPa（填“＞”、“＜”或“=”）；当温度为T₃、初始压强为2MPa时，a点的v_逆

＞

＞

v_正（填“＞”、“＜”或“=”）。起始时向1L恒容容器中加入2molCH₄和2molCO₂，在温度为T₆、初始压强为2MPa条件下反应，用压强表示该反应的平衡常数K_p=

4（MPa）²

4（MPa）²

（分压=总压×物质的量分数）。

（3）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（N）_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：判断过程

②

②

（填序号）加入了催化剂，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

。