Question

（15分）CO和H2的混合氣體俗稱合成氣，是一種重要的工業(yè)原料氣，工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與水進行高溫重整制備合成氣。

（1）已知：CH4、H2和CO的燃燒熱（△H）分別為－890．3kJ/mol、－285．8kJ/mol和－283．0kJ/mol，且1mol液態(tài)水汽化時的能量變化為44．0kJ。用1 m3（標準狀況）的甲烷與水蒸氣在高溫下反應制取合成氣所需的熱量為 （保留整數(shù)）。

（2）在一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中充入0．40mol CH4和0．60mol H2O（g），測得CH4（g）和H2（g）的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如下表所示：

物質(zhì)濃度 時間/min	0	1	2	3	4
CH4	0.2mol·L－1	0.13 mol·L－1	0.1 mol·L－1	0.1 mol·L－1	0.09 mol·L－1
H2	0 mol·L－1	0.2 mol·L－1	0.3 mol·L－1	0.3 mol·L－1	0.33 mol·L－1

①計算該反應第一次達平衡時的平衡常數(shù)K 。

②3min時改變的反應條件是 （只填一種條件的改變即可）。

（3）已知溫度、壓強、投料比X[n（CH4）/n（H2O）]對該反應的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X1 X2（填“=”、“>”或“<”下同）。

②圖2中兩條曲線所示的壓強比的關(guān)系：P1 P2。

（4）以天然氣（設(shè)雜質(zhì)不參與反應）、KOH溶液為原料可設(shè)計成燃料電池：

①放電時，負極的電極反應式為 。

②設(shè)裝置中盛有100．0mL 3．0mol/L KOH溶液，放電時參與反應的氧氣在標準狀況下的體積為8.96L，放電過程中沒有氣體逸出，則放電完畢后，所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為 。

Answer 1