在我國大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，全力實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”的時(shí)代背景下，對CH₄和CO₂利用的研究尤為重要。
Ⅰ．我國科學(xué)家研發(fā)的水系可逆Zn-CO₂電池可吸收利用CO₂，將兩組陰離子、陽離子復(fù)合膜反向放置分隔兩室電解液充、放電時(shí)，復(fù)合膜間的H₂O解離成H⁺和OH^-，工作原理如圖所示：

（1）充電時(shí)復(fù)合膜中向Zn極移動(dòng)的離子是

H⁺

H⁺

，放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為

Zn-2e^-+4OH^-=Zn（OH）₄^2-

Zn-2e^-+4OH^-=Zn（OH）₄^2-

。
Ⅱ．科學(xué)家使CH₄和CO₂發(fā)生重整反應(yīng)：CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+247kJ/mol。
生成合成氣CO和H₂，以實(shí)現(xiàn)CO₂的循環(huán)利用。該反應(yīng)中，如何減少積碳，是研究的熱點(diǎn)之一。某條件下，發(fā)生主反應(yīng)的同時(shí)，還發(fā)生了積碳反應(yīng)：
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）如圖表示溫度和壓強(qiáng)對積碳反應(yīng)平衡碳量的影響，其中表示對CO岐化反應(yīng)中平衡碳量影響的是

b

b

。（填“圖a”或“圖b”），理由是

歧化反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)或降低溫度，平衡正移，即低溫高壓有利于平衡正向進(jìn)行，平衡碳量大，與b相符

歧化反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)或降低溫度，平衡正移，即低溫高壓有利于平衡正向進(jìn)行，平衡碳量大，與b相符

。

（3）結(jié)合如圖分析，在700℃、100kPa的恒壓密閉容器中進(jìn)行此重整反應(yīng)且達(dá)到平衡，當(dāng)升高溫度至1000℃達(dá)到平衡時(shí)，容器中的含碳量

減小

減小

（填“減小”“不變”或“增大”），由此可推斷100kPa且高溫時(shí)積碳主要由

裂解

裂解

（填“歧化”或“裂解”）反應(yīng)產(chǎn)生。
（4）合成氣CO和H₂，可用于合成甲醇，能說明反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）一定達(dá)平衡狀態(tài)的是

BCD

BCD

（填字母）。
A．CO的消耗速率等于CH₃OH的生成速率
B．一定條件，CO的轉(zhuǎn)化率不再變化
C．在絕熱恒容的容器中，平衡常數(shù)不再變化
D．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
（5）向1L恒容密閉容器中通入4mol的CH₄和2mol的CO₂，在800℃下若只發(fā)生主反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測得CO的體積分?jǐn)?shù)為25%，則主反應(yīng)的K=

5.3

5.3

（保留兩位有效數(shù)字）。