甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：

反应过程	化学方程式	焓变△H(kJ/mol)	活化能Ea(kJ/mol)
甲烷氧化	CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)	－802.6	125.6
	CH4(g)＋O2(g)＝CO2(g)＋2H2(g)	－322.0	172.5
蒸汽重整	CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)	206.2	240.1
	CH4(g)＋2H2O(g)＝CO2(g)＋4H2(g)	165.0	243.9

回答下列问题：

（1）反应CO(g)＋H₂O(g)_＝CO₂(g)＋H₂(g)的△H=　　　　 kJ/mol。

（2）在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率　　 甲烷氧化的反应速率（填大于、小于或等于）。

（3）对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(P_B)代替物质的量浓度(c_B)也可表示平衡常数（记作K_P），则反应CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)的K_P＝　　　　　　　　 　　　　；

随着温度的升高，该平衡常数　　　　　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于　　　　　　　　　　　　　 。

（5）在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H₂和CO物质的量分数的影响如下图：

①若要达到H₂物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%，以下条件中最合适的是　 。

A．600℃，0.9Mpa　　 B．700℃，0.9MPa　　 C．800℃，1.5Mpa　　 D．1000℃，1.5MPa

②画出600℃，0.1Mpa条件下，系统中H₂物质的量分数随反应时间（从常温进料开始计时）

的变化趋势示意图：

（6）如果进料中氧气量过大，最终导致H₂物质的量分数降低，原因是　　　　　　　 。

草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。

（1）为证明浓度对反应速率的影响，曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验：取两支试管，各加入4mL0.01mol·L^-1的KMnO₄酸性溶液，分别向其中加入0.1 mol·L^-1、0.2 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液2mL，记录溶液褪色所需时间。

实验中发生反应的离子方程式为：      ；

预期现象是：

①溶液的颜色由      色变为      色，

②其中加入      mol·L^-1H₂C₂O₄的那支试管中的溶液先变色。

然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂，且褪色先缓慢，后逐渐加快；最大的问题是草酸浓度大，反应速率却更慢。

本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响？适宜的条件是怎样的？某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分：

表1　试验安排及结果

实验 编号	A（KMnO4溶液浓度/mol·L-1）	B（草酸溶液浓度/mol·L-1）	C（硫酸溶液浓度/mol·L-1）	褪色时间/s
1	3	3	1	336
2	1	2	3	82
3	3	1	3	76
4	1	3	2	133
5	2	3	3	102
6	3	2	2	156
7	2	2	1	300
8	2	1	2	115
9	1	1	1	200

 

应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析，结果如下表

表2　各因素水平的数据处理结果

	A（KMnO4溶液）	B（草酸溶液）	C（硫酸溶液）
浓度/mol·L-1	0.005	0.010	0.015	0.1	0.5	0.9	6	12	18
平均褪色时间/s	138.3	172.3	189.3	130.3	179.3	190.3	278.7	134.7	86.7

 

（2）由表2可知，三因素中，      的浓度（选填“A、B或C”，下空同）对反应速率影响显著，而      的浓度对反应速率的影响不显著。

（3）由表2可知，当高锰酸钾浓度为      mol·L^-1、草酸浓度为      mol·L^-1时，反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。

根据以上实验结果，该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的，测得如下实验结果：

表3　不同硫酸浓度下的褪色时间

c(H2SO4)/mol·L-1	18	16	14	12	10	8	6
褪色时间/s	67	83	90	103	129	146	200

 

（4）根据课堂实验的合适时间，可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液，即此时硫酸的浓度为      mol·L^-1和      mol·L^-1，这也有利于观察这两个反应速率的差异。

结论：草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应，可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。