利用甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品，其能源和环境上的双重意义重大．该技术中的化学反应为：CH4（g）+3CO2（g）⇌2H2O（g）+4CO（g）△H&g

Question

利用甲烷超干重整CO₂技术可得到富含CO的气体，将甲烷和二氧化碳转化为可利用的化学品，其能源和环境上的双重意义重大．该技术中的化学反应为：CH₄（g）+3CO₂（g）⇌2H₂O（g）+4CO（g）△H>0
CH₄超干重整CO₂的催化转化原理示意如图2：

（4）过程Ⅱ，实现了含氢物种与含碳物种的分离．生成H₂O（g）的化学方程式是___．
（5）假设过程I和过程Ⅱ中的各步均转化完全，下列说法正确的是___．（（填序号）
a．过程Ⅰ和过程Ⅱ中均含有氧化还原反应
b．过程Ⅱ中使用的催化剂为Fe₃O₄ 和CaCO₃
c．若过程I投料 (n(CH4))/(n(CO2))=1，可导致过程Ⅱ中催化剂失效
（6）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1.2mol CH₄（g）和4.8mol CO₂（g），发生反应CH₄（g）+3CO₂（g）⇌2H₂O（g）+4CO（g）△H>0，实验测得，反应吸收的能量和甲烷的体积分数随时间变化的曲线图象如图1．计算该条件下，此反应的△H=___．

Answer 1

（4）过程I：CH₄+CO₂（g）

Ni

2H₂（g）+2CO，过程Ⅱ：实现了含氢物种与含碳物种的分离，氢气和四氧化三铁反应：4H₂+Fe₃O₄(△.)/()3Fe+4H₂O，
故答案为：4H₂+Fe₃O₄(△.)/()3Fe+4H₂O；
（5）a．过程I：CH₄+CO₂（g）

Ni

2H₂（g）+2CO，碳、氢元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，过程Ⅱ：4H₂+Fe₃O₄(△.)/()3Fe+4H₂O，氢、铁元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，过程I和过程Ⅱ中均含有氧化还原反应，故a正确；
b．过程Ⅱ中使用的Fe₃O₄ 为反应物，不属于催化剂，故b错误；
c．若过程I投料(n(CH4))/(n(CO2))=1，CH₄+CO₂（g）

Ni

2H₂（g）+2CO，催化剂CaO在过程Ⅱ中没有二氧化碳与之反应，催化剂失效，故c正确；
故答案为：a c；
（6）由图可知：20秒时，达到平衡，甲烷的体积分数为(1)/(8)，能量变化为118.8KJ，设变化的甲烷物质的量为x，
                     CH₄（g）+3CO₂（g）⇌2H₂O（g）+4CO（g）
始（mol ）     1.2             4.8
变（mol ）         x             3x               2x              4x           
终（mol ）1.2-x               4.8-3x           2x              4x

(1.2-x)/(1.2-x+4.8-3x+2x+4x)=(1)/(8)，解得x=0.36，0.36mol CH₄（g）参加反应能量变化为118.8KJ，则1mol CH₄（g）能量变化为330 kJ，则CH₄（g）+3CO₂（g）⇌2H₂O（g）+4CO（g）△H>0，△H=+330 kJ/mol，
故答案为：+330 kJ/mol．