绿色能源的开发利用是未来能源发展的重要方向，也是实现“碳中和”目标的重要举措。氢能是重要的绿色能源，利用甲烷来制取氢气的总反应可表示为：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），该反应可通过如下过程来实现：
反应Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）═3H₂（g）+CO（g）ΔH₁=+206.3kJ•mol^-1
反应Ⅱ：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）ΔH₂=-41.2kJ•mol^-1
（1）总反应的△H=

+165.1

+165.1

kJ⋅mol^-1。
（2）反应Ⅰ在恒压条件下，不同进气比[n（CH₄）：n（H₂O）]和不同温度时测得相应的CH₄平衡转化率见表。

平衡点	a	b	c	d
n（CH4）：n（H2O）	0.5	0.5	1	1
CH4平衡转化率/%	50	69	50	20

①c点平衡混合物中H₂的体积分数为

50%

50%

，a、b两点对应的反应速率v_a

＜

＜

v_b（填“＜”、“=”或“＞”），判断的理由为

反应Ⅰ为吸热反应，恒压状态下投料比相同时，体系温度越高，平衡转化率越大，反应速率越快

反应Ⅰ为吸热反应，恒压状态下投料比相同时，体系温度越高，平衡转化率越大，反应速率越快

。
②若d点的总压强为aMPa,则d点的分压平衡常数K_p为

3

a

2

256

（

MP

a

）

2

3

a

2

256

（

MP

a

）

2

（用平衡分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（3）反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，研究表明该反应用Fe₃O₄作催化剂，反应历程如下：
第一步：Fe₃O₄+4CO=3Fe+4CO₂
第二步：3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂
已知第一步为慢反应，则第一步反应的活化能比第二步反应

大

大

（填“大”或“小”）。
由于CO还原性较强，若将Fe₃O₄还原成Fe,并以Fe的形式大量存在于反应体系中，会使催化剂失去活性，但在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况，请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由

由于第二步反应快，催化剂不会以铁的形式大量存在于反应体系中，所以不会出现催化剂的失活

由于第二步反应快，催化剂不会以铁的形式大量存在于反应体系中，所以不会出现催化剂的失活

。
（4）用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇，其反应原理为：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）ΔH＜0。经实验测定在不同投料比x₁、x₂、x₃时CO₂的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示x=

[

n

（

C

O

2

）

n

（

H

2

）

]

：从平衡角度分析，随温度升高，不同投料比时CO₂的平衡转化率趋于相近的原因是

升高温度到一定范围，温度对平衡移动的影响占主要因素

升高温度到一定范围，温度对平衡移动的影响占主要因素

。