2020年9月，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)提出我國(guó)要實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。因此CO₂的捕集、利用與封存成為科學(xué)家研究的重要課題。
Ⅰ.研究表明CO₂與CH₄在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)制得合成氣：
CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）ΔH
（1）一定壓強(qiáng)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物的焓變?yōu)樵撐镔|(zhì)的摩爾生成焓。已知CO₂（g）、CH₄（g）、CO（g）的摩爾生成焓分別為-395kJ?mol^-1、-74.9kJ?mol^-1、-110.4kJ?mol^-1。則上述反應(yīng)的ΔH=

+249.1

+249.1

kJ?mol^-1。
（2）此反應(yīng)的活化能E_a（正）

＞

＞

E_a（逆）（填“＞”、“=”或“＜”），利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是

高溫

高溫

（填“高溫”或“低溫”）。
（3）一定溫度下，向一恒容密閉容器中充入CO₂和CH₄發(fā)生上述反應(yīng)，初始時(shí)CO₂和CH₄的分壓分別為14kPa、16kPa,一段時(shí)間達(dá)到平衡后，測(cè)得體系壓強(qiáng)是起始時(shí)的1.4倍，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p=

259.2

259.2

（kPa）²（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
Ⅱ.CO₂和H₂合成甲烷也是CO₂資源化利用的重要方法。對(duì)于反應(yīng)CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）ΔH=-165kJ?mol^-1，催化劑的選擇是CO₂甲烷化技術(shù)的核心。在兩種不同催化劑條件下反應(yīng)相同時(shí)間，測(cè)得CO₂轉(zhuǎn)化率和生成CH₄選擇性隨溫度變化的影響如圖所示。

（4）高于320℃后，以Ni—CeO₂為催化劑，CO₂轉(zhuǎn)化率略有下降，而以Ni為催化劑，CO₂轉(zhuǎn)化率卻仍在上升，其原因是

以Ni—CeO₂為催化劑，測(cè)定轉(zhuǎn)化率時(shí)，CO₂甲烷化反應(yīng)已達(dá)平衡，升高溫度平衡左移，CO₂轉(zhuǎn)化率下降；以Ni為催化劑，CO₂甲烷化反應(yīng)速率較慢，升高溫度反應(yīng)速率加快，反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)CO₂轉(zhuǎn)化率增加

以Ni—CeO₂為催化劑，測(cè)定轉(zhuǎn)化率時(shí)，CO₂甲烷化反應(yīng)已達(dá)平衡，升高溫度平衡左移，CO₂轉(zhuǎn)化率下降；以Ni為催化劑，CO₂甲烷化反應(yīng)速率較慢，升高溫度反應(yīng)速率加快，反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)CO₂轉(zhuǎn)化率增加

。
（5）對(duì)比上述兩種催化劑的催化性能，工業(yè)上應(yīng)選擇的催化劑是

Ni—CeO₂

Ni—CeO₂

，使用的合適溫度為

320℃

320℃

。