中國科學家為實現(xiàn)“碳中和”目標而不斷努力，以CO₂為原料合成甲烷、乙醇等能源物質(zhì)具有良好的發(fā)展前景。
（1）CO₂在固體催化表面加氫合成甲烷過程中發(fā)生以下兩個反應：
主反應：CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）ΔH₁=-156.9kJ?mol^-1
副反應：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41.1kJ?mol^-1
①已知2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）ΔH₃=-483.6kJ?mol^-1，則CH₄燃燒的熱化學方程式CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）ΔH=

-810.3kJ/mol

-810.3kJ/mol

。
②500℃時，向1L恒容密閉容器中充入4molCO₂和12molH₂，初始壓強為p,20min時主、副反應都達到平衡狀態(tài)，測得c（H₂O）=5mol?L^-1，體系壓強為

3

4

p,則0～20min內(nèi)，v（CH₄）=

0.1

0.1

mol?L^-1?min^-1，平衡時CH₄選擇性=

66.7

66.7

（CH₄選擇性=

C

H

4

平衡濃度

C

O

2

轉(zhuǎn)化濃度

×100%，保留3位有效數(shù)字）。
（2）已知CO₂催化加氫合成乙醇的反應原理為：6H₂（g）+2CO₂（g）?C₂H₅OH（g）+3H₂O（g）ΔH＜0，設m為起始時的投料比，即m=

n

（

H

2

）

n

（

C

O

2

）

。

①圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為

T₃＞T₂＞T₁

T₃＞T₂＞T₁

。
②圖2中m₁、m₂、m₃從大到小的順序為

m₁＞m₂＞m₃

m₁＞m₂＞m₃

。
③該反應的Arrhenius經(jīng)驗公式的實驗數(shù)據(jù)如圖3中曲線a所示，已知Arhenius經(jīng)驗公式Rlnk=-

E

a

T

+C（E_a為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）。則該反應的活化能E_a=

31

31

kJ?mol^-1。當改變外界條件時，實驗數(shù)據(jù)如圖3中的曲線b所示，則實驗可能改變的外界條件是

更換了更高效的催化劑

更換了更高效的催化劑

。