Question

 甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：

（1）以天然气为原料制H₂是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H₂，其反应式如下：

①CH( g) +1/2O( g)＝CO( g)+2H( g)  H₁＝－35.6kJ·mol

有研究认为甲烷部分氧化的机理为：

②CH( g)+2O( g)＝CO₂( g)+2H₂O( g)  H₂＝－890.3kJ·mol

③CH( g)+CO( g)＝2CO( g)+2H( g)  H₃＝247.3kJ·mol

请结合以上条件写出CH₄和H₂O（g）生成CO和H₂的热化学反应方程式：

 

                                                          。

（2）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1 molN₂和2.6 molH₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：

时间/min	5	10	15	20	25	30
c(NH3)/( mol ·/L-1)	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为               。

（3）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①b处电极上发生的电极反应式是                             。

②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH           （填写“变大”、“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu的物质的量浓度                   。

③若完全反应后，装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷（标准状况下）             L。

Answer 1

（1） CH( g)+H₂O( g)＝CO( g)+3H₂( g) H＝250.3kJ·mol(3分)

   （2）0.4 mol ·L^-1(3分)

（3）① O₂＋2H₂O＋4e^－=4OH^- (2分)   ②变小(2分) 不变(2分)   ③  1.12(3分)