甲烷是一種溫室氣體，將它轉化為高附加值產品甲醇具有重要意義。目前工業(yè)上的甲烷轉化大多需要先通過重整生成合成氣（CO、H₂）再轉化為甲醇，涉及的反應如下：
反應Ⅰ：2CH₄（g）+O₂（g）?2CO（g）+4H₂（g）ΔH₁=-71.2kJ/mol
反應Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）+ΔH₂=-90.7kJ/mol
（1）在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，下列說法正確的是

BD

BD

。
A.加入催化劑，降低了反應的ΔH，從而加快了反應速率
B.混合氣體的平均相對分子質量保持不變時，說明反應體系已達到平衡
C.平衡時H₂的體積分數(shù)可能大于

2

3

D.平衡時向容器中充入惰性氣體，甲醇的產率不變
（2）在密閉容器中通入3molCH₄和2molO₂，假設只發(fā)生反應Ⅰ和Ⅱ，分別在0.2MPa和2MPa下進行反應，其中CH₄和CH₃OH的平衡體積分數(shù)隨溫度變化如圖所示：


①壓強為0.2MPa時，表示CH₄和CH₃OH的曲線分別是

b

b

、

d

d

（填“a”、“b”、“c”或“d”）。
②對于反應Ⅱ，v_正=k_正?p（CO）?p²（H₂），v_逆=k_逆?p（CH₃OH），k_正、k_逆為速率常數(shù)，只與溫度有關，分壓=總壓×物質的量分數(shù)。在500K，2MPa條件下，測得平衡時CH₄的轉化率為

2

3

，則CO的物質的量為

1mol

1mol

，該溫度時

k

正

k

逆

=

9

4

9

4

MPa^-2。
③在升溫的過程中，速率常數(shù)增大的倍數(shù)：k_正

＜

＜

k_逆（填“＞”、“=”或“＜”）。
（3）甲烷直接氧化制甲醇的總反應2CH₄（g）+O₂（g）?2CH₃OH（g）在

低溫

低溫

（填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”）條件下能夠自發(fā)進行；若將總反應看成由反應Ⅰ和反應Ⅱ兩步進行，畫出由甲烷和氧氣經兩步生成產物的反應過程能量示意圖

。

（4）工業(yè)生產中，研究人員發(fā)現(xiàn)甲烷直接氧化制甲醇的反應往往伴隨副反應，生成甲醛、甲酸等副產品。為了提高反應速率和產品中甲醇的體積分數(shù)，生產中采取最佳措施是

合適的催化劑

合適的催化劑

。