Question

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(jìn)行高溫重整制備合成氣。

⑴ 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(shí)的能量變化為44.0kJ。用1 m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的

甲烷與水蒸氣在高溫下反應(yīng)制取合成氣所需的熱量為                （保留整數(shù)）。

⑵ 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(cè)得

   CH4(g)和H2(g)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如下表所示：

時(shí)間/min   濃度   物質(zhì)	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(jì)算該反應(yīng)第一次達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)K                    。

②3min時(shí)改變的反應(yīng)條件是                        （只填一種條件的改變即可）。

⑶ 已知溫度、壓強(qiáng)、投料比X對(duì)該反應(yīng)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(qiáng)比的關(guān)系：P1         P2。

⑷ 以天然氣（設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)）、KOH溶液為原料可設(shè)計(jì)成燃料電池：

①放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為                                             。

②設(shè)裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放電時(shí)參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下

 的體積為8.96L，放電過(guò)程中沒(méi)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

⑴9201 kJ（2分）

    ⑵①0.135 （2分） ②升高溫度或增大H2O(g)的濃度或減小CO的濃度 （2分）

⑶①＞（2分）   ②＞（2分）

⑷CH4－8e－＋10OH－ ＝CO＋7H2O（2分）

⑸c(K+)＞c(HCO)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(H＋) （2分）