工业上利用天然气(主要成分是CH4)与H2O进行高温重整制备合成气(CO+H2),CO和H2在一定条件下能制备甲醛、甲醚等多种有机物.已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ?mol-1、-285.8kJ?mol-1和-283.0kJ?mol-1;18.0g水蒸气液化时的能量变化为44.0kJ.
(1)写出甲烷与水蒸气在高温下反应制合成气的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1

(2)在一定条件下,向体积固定为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4(g)和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示.
3min时改变条件,反应进行到4min时,体系中各物质的物质的量如下表所示:
t/min n(CH4)/mol n(H2O)/mol n(CO)/mol n(H2)/mol
4 0.18 0.38 0.22 0.66
则3~4min之间,平衡向
(填“正”或“逆”)反应方向移动,3min时改变的条件是
升高温度
升高温度

(3)已知温度、压强和碳水比[
n(CH4)
n(H2O)
]对该反应的影响如图所示.

①图l中,两条曲线所示温度的关系:t1
t2(填“>”、“<”或“=”,下同).
②图2中,两条曲线所示碳水比的关系:x1
x2
③图3中,两条曲线所示压强的关系:p1
p2
(4)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示. 
①放电时,正极的电极反应式为
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

②假设装置中盛装100.0mL 3.0mol?L-1 KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960mL.放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为
c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+
 0  18513  18521  18527  18531  18537  18539  18543  18549  18551  18557  18563  18567  18569  18573  18579  18581  18587  18591  18593  18597  18599  18603  18605  18607  18608  18609  18611  18612  18613  18615  18617  18621  18623  18627  18629  18633  18639  18641  18647  18651  18653  18657  18663  18669  18671  18677  18681  18683  18689  18693  18699  18707  203614 

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