Question

我国在青藏高原发现了名为“可燃冰”的环保型新能源。

（1）“可燃冰”属于化石燃料，主要成分是CH₄。另外还有两种化石燃料，它们的名称分别是　　　　　　　 和　　　　　　　　　　　 。

（2）CH₄可与Cl₂反应，反应历程如下

①Cl—Cl→2Cl·　 ΔH= 243 kJ·mol^-1

②Cl·＋CH₃—H→·CH₃＋H—Cl　 ΔH= 4 kJ·mol^-1

③·CH₃＋Cl—Cl→CH₃——Cl＋Cl·　 ΔH= -106 kJ·mol^-1

则CH₄与Cl₂反应生成CH₃—Cl(g)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）CH₄可用于设计燃料电池，甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：

则通入CH₄的一极为原电池的　　　　　　　　　 （填“正极”或“负极”），正极的电极反应式为　　　　　　　　　　 。

（4）CH₄与H₂O在隔绝空气、高温和催化剂条件下反应：

CH₄(g)+H₂O(g) _{CO(g)+3H2(g)　 ΔH=m kJ·mol^-1}

则反应的平衡常数表达式K=　　　　　　　 ， K的大小与温度（T）的关系如右图中曲线所示，则m　　　　 0（填“＞”“=”或“＜”）；改变某一条件，使状态从a点到达b点，若保持温度不变，反应再次达到平衡时，则CH₄的转化率　　　　　　　 （填“增大”、“减小”、“不变”或“不确定”），反应的焓变（△H）将　　　　　　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer 1

 (1) 煤（1分）  石油（1分）

（2）CH₄(g)+Cl₂(g)→CH₃Cl(g)+HCl(g)    △H = -102 kJ·mol^-1 （2分）

（3）负极（1分）  O₂ + 2H₂O +4e^-→ 4OH^-（2分）

(4)  （2分）  ＞（1分）  不确定（1分）  不变（1分）