CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物.工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气.
(1)已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ.写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式
 

(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
时间/min
物质  
浓度
0 1 2 3 4
CH4 0.2mol?L-1 0.13mol?L-1 0.1mol?L-1 0.1mol?L-1 0.09mol?L-1
H2 0mol?L-1 0.2mol?L-1 0.3mol?L-1 0.3mol?L-1 0.33mol?L-1
①3-4min之间,化学平衡向
 
反应方向移动(填“正”或“逆”).
②3min时改变的反应条件是
 
(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示.
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1
 
X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1
 
p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式
 

②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为
 
 0  138116  138124  138130  138134  138140  138142  138146  138152  138154  138160  138166  138170  138172  138176  138182  138184  138190  138194  138196  138200  138202  138206  138208  138210  138211  138212  138214  138215  138216  138218  138220  138224  138226  138230  138232  138236  138242  138244  138250  138254  138256  138260  138266  138272  138274  138280  138284  138286  138292  138296  138302  138310  203614 

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