某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验。查表得

31．（8分）[化学一化学与化学技术]

工业上制备BaCl₂的工艺流程图如下：

              又知1molH₂O（g）转变为1mol H₂O（l）时放出44.0kJ热量。写出CH₄和H₂O在高温下反应的热化学方程                                             。

   （5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl―NH₄Cl为电解质溶液制造新型燃烧电池。请写出该电池的正极反应式                 

                          。

【选做部分】

    共8个题，学生从中选择2个物理题、1个化学题和1个生物题作答。

              CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）                △H=－890.3kJ?mol^－1

        2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）       △H=－571.6kJ?mol^－1

        2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）       △H=－566kJ?mol^－1

②温度为T℃时，将2amolH₂和amolN₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50%。则反应的平衡常数为               。

   （3）500℃、50MPa时，在容积为1L的容器中加入n mol N₂、3n mol H_­2，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时N₂的转化率为x。则K和x的关系满足K=       。

   （4）甲烷在高温下与水蒸气反应的方程式为：CH₄+H₂O=CO+3H₂。已知部分物质燃烧的热化学方程式如下：

        ①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如下图所示。

        图中t₁时引起平衡移动的条件可能是                    其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是                         。

        N₂（g）+3H₂（g）       2NH₃（g）  △H=－92.4kJ/mol

30．（16分）合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的化学方程式为：N₂（g）+ 3H₂（g）     3NH₃（g）  △H=－92.2kJ?mol^－1。合成氨工业中原料气N₂可从空气中分离得到，H₂可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为：催化剂：铁触媒，温度400℃~500℃，压强：30MPa~50MPa。

    回答下列问题：

   （1）合成氨工业中原料气压缩到30MPa~50MPa的原因是                        

                                                                             ；从平衡移动原理分析，低温有利于原料气的转化，实际生产中采用400℃~500℃的高温，原因是                                                         

                                        。

   （2）合成氨反应的热化学方程式如下：

   （2）由CO、H₂在一定条件下可获得汽油的替代品‑‑‑‑甲醇，甲醇的燃烧热为-726.5 kJ/mol，试写出由CO、H₂生成甲醇的热化学方程式       。