【题目】甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890 kJ·mol-1
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1 300 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-572 kJ·mol-1
则2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH=________kJ·mol-1。
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。
①若用和分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是________(填字母)。
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(t)的关系如图所示,t0 ℃后CH4的转化率突减的原因可能是_______。
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p,单位为Pa)与温度(t,单位为℃)的关系如图所示:
①t1 ℃时,向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4,只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(C2H4)=p(CH4),CH4的平衡转化率为________。(保留3位有效数字)若改变温度至t2 ℃,CH4以0.01mol/(L· s)的平均速率增多,则t1________t2(填“>”“=”或“<”)。
②在图中,t3 ℃时,化学反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=____。
(4)工业上,以石墨为电极,电解亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]溶液可以制备铁氰化钾{K3[Fe(CN)6],可用于检验Fe2+},阳极的电极反应式为____________。
(5)设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理:
操作 | 现象 |
(i)取铁极附近的溶液于试管中,滴加铁氰化钾溶液 | 无明显现象 |
(ii)在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液 | 产生蓝色沉淀 |
得出结论:①锌______保护铁;(填“能”或“不能”)
②产生蓝色沉淀可以得出铁被铁氰化钾氧化生成______。