CH
4是一種重要的化石燃料,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的應(yīng)用.
(1)用甲烷可以消除氮氧化物的污染,其反應(yīng)如下:CH
4(g)+2NO
2(g)?N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g).在130℃和180℃時(shí),分別將0.50mol CH
4和a mol NO
2充入1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 溫度 | 時(shí)間/min 物質(zhì)的量 | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
1 | 130℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
2 | 180℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | x | 0.15 |
(1)130℃時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)CH
4的轉(zhuǎn)化率為
.當(dāng)溫度為180℃、反應(yīng)到40min時(shí),該反應(yīng)
(填“是”或“否”)達(dá)到平衡,推斷的依據(jù)是
.
(2)由表中數(shù)據(jù)分析可知,該反應(yīng)的△H
0(填“=”、“>”或“<”),130℃和180℃平衡常數(shù)的關(guān)系:K
(130℃)
K
(180℃)(填“=”、“>”或“<”).
(3)如圖一所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅.
①a電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式是
.
②電鍍結(jié)束后,裝置Ⅰ中溶液的pH
(填“增大”、“減小”或“不變”).
③若完全反應(yīng)后,裝置Ⅱ中Cu極質(zhì)量減少12.8g,則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷
L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).
(4)用甲烷制取氫氣的反應(yīng)分為兩步,其能量變化如圖二所示:寫出甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式
.