Question

甲烷可制成合成氣（CO、H₂），再制成甲醇，代替日益供應(yīng)緊張的燃油。
已知：
① CH₄(g) ＋ H₂O (g) ＝ CO (g)＋3H₂ (g)    △H1＝+206.2kJ·mol^－1
② CH₄（g）＋ 1/2O₂（g）＝CO（g）＋2H₂（g） △H2=－35.4 kJ·mol^-1
③ CH₄(g) ＋ 2H₂O (g) ＝CO₂(g) ＋4H₂(g)    △H3＝+165.0 kJ·mol^－1
（1）CH₄(g)與CO₂(g)反應(yīng)生成CO(g)和H₂(g)的熱化學(xué)方程式為__________________。    
（2）從原料選擇和能源利用角度，比較方法①和②，為合成甲醇，用甲烷制合成氣的適宜方法為________（填序號），其原因是__________________________。
（3）合成氣中的H₂可用于生產(chǎn)NH₃，在進入合成塔前常用Cu(NH₃)₂Ac溶液來吸收其中的CO，防止合成塔中的催化劑中毒，其反應(yīng)是：Cu(NH₃)₂Ac + CO + NH₃[Cu(NH₃)₃]Ac·CO  △H＜0 Cu(NH₃)₂Ac溶液吸收CO的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是______________。
（4）將CH₄設(shè)計成燃料電池，其利用率更高，裝置示意如圖（A、B為多孔性碳棒）。持續(xù)通入甲烷，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，消耗甲烷體積VL。

① 0<V≤44.8 L時，電池總反應(yīng)方程式為___________________；          
② 44.8 LV≤89.6 L時，負(fù)極電極反應(yīng)為_____________；  
③ V=67.2 L時，溶液中離子濃度大小關(guān)系為__________________。

Answer 1

（1）CH₄(g)＋CO₂(g) ＝2CO (g)＋2H₂(g)   △H＝+247.4 kJ·mol^－1
（2）②；選擇CH₄不完全燃燒制合成氣時，放出熱量，同時得到的CO、H₂物質(zhì)的量之比為1：2，能恰好完全反應(yīng)合成甲醇
（3）低溫、高壓
（4）①CH₄ + 2O₂ + 2KOH ＝K₂CO₃ + 3H₂O；②CH₄-8e^-+ 9CO₃^2-+3H₂O=10HCO₃^- ；③c(K^＋)＞c(HCO₃^－)＞c(CO₃^2－)＞c(OH^-)＞c(H⁺)