合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地位。回答下列问题：
（1）利用合成气（主要成分CO、CO₂和H₂）在催化剂作用下合成甲醇，可能发生的反应有：
①CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-63kJ•mol^-1
②CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₂
③CH₃OH（g）⇌CO（g）+2H₂（g）△H₃
已知部分化学键键能数据如表：

化学键	H-H	C=O	CO	O-H
键能（kJ•mol-1）	436	803	1076	465

则△H₃=

+99

+99

kJ•mol^-1。
（2）工业上可用CH₄-H₂O催化重整法制备合成气，其原理为：
反应ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）⇌CO（g）+3H₂（g）
反应ⅱ：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
将1mol CH₄（g）和1mol H₂O（g）充入温度恒为298K、压强恒为100kPa的密闭容器中，发生反应ⅰ，不考虑反应ⅱ的发生。反应ⅰ中，正反应速率v_正=k_正×p（CH₄）×p（H₂O），p为分压（分压=总压×物质的量分数）。若该条件下k_正=4.5×10^-4kPa^-1•s^-1，当CH₄分解率为20%时，v_正=

0.5

0.5

kPa•s^-1。
（3）CO₂和CH₄在一定条件下反应也可制得合成气。在1.0L密闭容器中充入1.0mol CH₄和1.0mol CO₂，在一定条件下发生反应CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示。

①比较压强大小：p₁

＜

＜

p₃。（填“＞”、“＜”或“=”）
②若要提高CH₄的平衡转化率，可采取的措施有

升高温度

升高温度

，

减小压强

减小压强

。（任写两条）
③若p₄=2.0MPa,则x点的平衡常数K_p=

16

9

（MPa）²

16

9

（MPa）²

。（用平衡分压代替平衡浓度计算）
（4）科学家设计了一种电解装置，能将甘油（C₃H₈O₃）和二氧化碳转化为甘油醛（C₃H₆O₃）和合成气，装置如图2所示。
①催化电极b应与电源

负

负

（填“正”或“负”）极相连。
②电解一段时间后，催化电极a附近的pH值将

减小

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”），用电极反应方程式解释原因：

C₃H₈O₃-2e^-+2CO₃^2-=C₃H₆O₃+2HCO₃^-

C₃H₈O₃-2e^-+2CO₃^2-=C₃H₆O₃+2HCO₃^-

。
③当外电路转移2mol e^-时，生成的合成气在标况下的体积为

22.4L

22.4L

。