CH₄-CO₂重整反應[CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）ΔH=+247kJ?mol^-1]可以生成合成氣。如何減少反應過程中的積炭，是研究的熱點之一。某條件下，發生主反應的同時，還發生了積炭反應：CO歧化：2CO（g）═CO₂（g）+C（s）ΔH₁CH₄裂解：CH₄（g）═C（s）+2H₂（g）ΔH₂

（1）對上述兩個積炭反應分別進行計算，得到以下溫度和壓強對積炭反應中平衡炭量的影響圖，其中表示溫度和壓強對CH₄裂解反應中平衡炭量影響的是

圖a

圖a

（填“圖a”或“圖b”），ΔH₁

＜

＜

0（填“＞”或“＜”），

低溫

低溫

（填“高溫”或“低溫”）有利于CO歧化反應自發進行。
（2）實驗表明，在重整反應中，為抑制積炭產生，應選用高溫、低壓條件，由此可推斷，該重整反應過程中的積炭主要由

CO歧化

CO歧化

反應產生。
（3）一定條件下，CH₄裂解的反應歷程如圖c所示。該歷程分

4

4

步進行，其中決定CH₄裂解反應快慢的基元反應

CH=C+H或CH+3H=C+4H

CH=C+H或CH+3H=C+4H

（寫出化學方程式）。

（4）同溫下，某研究小組分別在容積相等的兩個恒容密閉容器中加入一定量的反應物，控制反應條件使其僅發生CH₄-CO₂重整反應，獲得如下數據：

容器編號	起始時各物質的物質的量/mol				CH4 平衡轉化率	達到平衡時體系的壓強/MPa	達到平衡時體系能量的變化
	CH4	CO2	CO	H2
ⅰ	1	2	0	0		P	吸收熱量： 123.5kJ
ⅱ	2	4	0	0	α

①容器ⅰ中反應達到平衡時，生成CO的物質的量為

1mol

1mol

，容器ⅱ中反應達到平衡狀態過程中吸收的熱量

＜

＜

，247kJ（填“＞”、“＜”或“=”）。
②容器ⅰ的容積變為原來的一半，則CH₄平衡轉化率

=

=

α（填“＞”“＜”或“=”）。
③計算容器ⅱ中反應的平衡常數K_p=

P

2

12

P

2

12

（MPa）²（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。