Question

（15分）CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。

（1）已知：CH4、H2和CO的燃烧热（△H）分别为－890．3kJ/mol、－285．8kJ/mol和－283．0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44．0kJ。用1 m3（标准状况）的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 （保留整数）。

（2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0．40mol CH4和0．60mol H2O（g），测得CH4（g）和H2（g）的物质的量浓度随时间变化如下表所示：

物质浓度 时间/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计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K 。

②3min时改变的反应条件是 （只填一种条件的改变即可）。

（3）已知温度、压强、投料比X[n（CH4）/n（H2O）]对该反应的影响如图所示。

①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 X2（填“=”、“>”或“<”下同）。

②图2中两条曲线所示的压强比的关系：P1 P2。

（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：

①放电时，负极的电极反应式为 。

②设装置中盛有100．0mL 3．0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 。

Answer 1