2020年9月，習近平主席在第75屆聯合國大會提出我國要實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。因此CO₂的捕集、利用與封存成為科學家研究的重要課題。
Ⅰ.研究表明CO₂與CH₄在催化劑存在下可發生反應制得合成氣：
CO₂（g）+CH₄（g）?2CO（g）+2H₂（g）ΔH
（1）一定壓強下，由最穩定單質生成1mol化合物的焓變為該物質的摩爾生成焓。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。則上述反應的ΔH=

+249.1

+249.1

kJ?mol^-1。
（2）此反應的活化能E_a（正）

＞

＞

E_a（逆）（填“＞”、“=”或“＜”），利于反應自發進行的條件是

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發生上述反應，初始時CO₂和CH₄的分壓分別為14kPa、16kPa,一段時間達到平衡后，測得體系壓強是起始時的1.4倍，則該反應的平衡常數K_p=

259.2

259.2

（kPa）²（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。
Ⅱ.CO₂和H₂合成甲烷也是CO₂資源化利用的重要方法。對于反應CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）ΔH=-165kJ?mol^-1，催化劑的選擇是CO₂甲烷化技術的核心。在兩種不同催化劑條件下反應相同時間，測得CO₂轉化率和生成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轉化率略有下降，而以Ni為催化劑，CO₂轉化率卻仍在上升，其原因是

以Ni—CeO₂為催化劑，測定轉化率時，CO₂甲烷化反應已達平衡，升高溫度平衡左移，CO₂轉化率下降；以Ni為催化劑，CO₂甲烷化反應速率較慢，升高溫度反應速率加快，反應相同時間時CO₂轉化率增加

以Ni—CeO₂為催化劑，測定轉化率時，CO₂甲烷化反應已達平衡，升高溫度平衡左移，CO₂轉化率下降；以Ni為催化劑，CO₂甲烷化反應速率較慢，升高溫度反應速率加快，反應相同時間時CO₂轉化率增加

。
（5）對比上述兩種催化劑的催化性能，工業上應選擇的催化劑是

Ni—CeO₂

Ni—CeO₂

，使用的合適溫度為

320℃

320℃

。