在我国大力推进生态文明建设，全力实现“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下，对CH₄和CO₂利用的研究尤为重要。
Ⅰ．我国科学家研发的水系可逆Zn-CO₂电池可吸收利用CO₂，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时，复合膜间的H₂O解离成H⁺和OH^-，工作原理如图所示：

（1）充电时复合膜中向Zn极移动的离子是

H⁺

H⁺

，放电时负极的电极反应式为

Zn-2e^-+4OH^-=Zn（OH）₄^2-

Zn-2e^-+4OH^-=Zn（OH）₄^2-

。
Ⅱ．科学家使CH₄和CO₂发生重整反应：CH₄（g）+CO₂（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+247kJ/mol。
生成合成气CO和H₂，以实现CO₂的循环利用。该反应中，如何减少积碳，是研究的热点之一。某条件下，发生主反应的同时，还发生了积碳反应：
CO岐化：2CO₂（g）⇌CO₂（g）+C（s）ΔH₁=-172kJ/mol
CH₄裂解：CH₄（g）⇌C（s）+H₂（g）ΔH₂=+75kJ/mol
（2）如图表示温度和压强对积碳反应平衡碳量的影响，其中表示对CO岐化反应中平衡碳量影响的是

b

b

。（填“图a”或“图b”），理由是

歧化反应为体积减小的放热反应，增大压强或降低温度，平衡正移，即低温高压有利于平衡正向进行，平衡碳量大，与b相符

歧化反应为体积减小的放热反应，增大压强或降低温度，平衡正移，即低温高压有利于平衡正向进行，平衡碳量大，与b相符

。

（3）结合如图分析，在700℃、100kPa的恒压密闭容器中进行此重整反应且达到平衡，当升高温度至1000℃达到平衡时，容器中的含碳量

减小

减小

（填“减小”“不变”或“增大”），由此可推断100kPa且高温时积碳主要由

裂解

裂解

（填“歧化”或“裂解”）反应产生。
（4）合成气CO和H₂，可用于合成甲醇，能说明反应CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）一定达平衡状态的是

BCD

BCD

（填字母）。
A．CO的消耗速率等于CH₃OH的生成速率
B．一定条件，CO的转化率不再变化
C．在绝热恒容的容器中，平衡常数不再变化
D．容器中气体的平均相对分子质量不再变化
（5）向1L恒容密闭容器中通入4mol的CH₄和2mol的CO₂，在800℃下若只发生主反应一段时间后达到平衡，测得CO的体积分数为25%，则主反应的K=

5.3

5.3

（保留两位有效数字）。