甲烷的直接转化具有较高的经济价值，因此备受科学家关注。请回答下列问题：
方法Ⅰ：CH₄（g）+

1

2

O₂（g）⇌CH₃OH（g）ΔH₁=-126.4kJ/mol
方法Ⅱ：CH₄（g）+H₂O（g）⇌CH₃OH（g）+H₂（g）ΔH₂
已知H₂的燃烧热为285.8kJ/mol,H₂O（l）=H₂O（g）ΔH=+44kJ/mol,则ΔH₂=

+115.4kJ/mol

+115.4kJ/mol

。
（2）某工厂采用方法Ⅰ生产甲醇。在200℃下，向容积为5L的恒容密闭反应器中加入催化剂，并充入6.0kPaCH₄、4.8kPaO₂和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随时间的变化如图1所示。

①下列措施可以提高CH₄的平衡转化率的是

C

C

（填标号）。
A.升高温度
B.反应达到平衡后，再充入一定量He
C.投料比不变，增大反应物浓度
②达到平衡时体系中CH₃OH的体积分数为

65.2%

65.2%

（精确到0.1%）。
③该反应温度下，方法Ⅰ的标准压力平衡常数

K

θ

P

=

5

.

9

100

0

.

1

100

×

（

1

.

85

100

）

1

2

5

.

9

100

0

.

1

100

×

（

1

.

85

100

）

1

2

（列出计算式）。
[已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD（g）+eE（g）⇌gG（g）+hH（g），

K

θ

p

=

（

p

C

p

θ

）

g

•

（

p

H

p

θ

）

h

（

p

D

p

θ

）

d

•

（

p

E

p

θ

）

e

，其中p^θ=100kPa,p_C、p_H、p_D、p_E为各组分的平衡分压。]
④若将容器改为绝热容器，初始温度为200℃，其他条件不变，达到新平衡时，甲醇产率降低，原因是

反应为放热反应，绝热容器中温度升高，不利于主反应正向进行，甲醇的产率降低

反应为放热反应，绝热容器中温度升高，不利于主反应正向进行，甲醇的产率降低

。
（3）为提高生产效率，利用方法Ⅱ进行连续生产时采用如图2所示的步骤控制体系温度和通入气体（各阶段气体流速相同）。

已知大多数气体分子在催化剂表面的吸附过程是放热的，He不会在催化剂表面吸附，吸附和解吸附不会导致体系温度的变化。通入CH₄发生反应前，要往反应器中通入O₂从而活化催化剂，活化催化剂后持续通入He一段时间的目的是

吹去体系中的O₂

吹去体系中的O₂

；请从反应速率的角度说明，通入CH₄后反应温度维持在200℃的原因：

温度过低，反应速率降低

温度过低，反应速率降低

。
（4）用ZrO₂/NiCo₂O₄作电解催化剂也可以实现甲烷的直接转化，装置如图3所示。

写出ZrO₂/NiCo₂O₄电极的反应式：

3CH₄−6e⁻+H₂O+6C

O

2

-

3

=CH₃CH₂CH₂OH+6

HCO

-

3

3CH₄−6e⁻+H₂O+6C

O

2

-

3

=CH₃CH₂CH₂OH+6

HCO

-

3

。