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)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H
2)还原氧化铁,有关反应为:CH
4(g)+CO
2(g)═2CO(g)+2H
2(g)△H=+260kJ?mol
-1已知:2CO(g)+O
2(g)═2CO
2(g)△H=-566kJ?mol
-1则CH
4与O
2反应生成CO和H
2的热化学方程式为
;
(2)将一定量的CO(g)与H
2(g)通入定容的聚焦太阳能反应器,发生反应:
CO(g)+3H
2(g)?CH
4(g)+H
2O(g).该反应△H=-206kJ?mol
-1.
①在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH
4产量随光照时间的变化如图1所示.在0~30 小时内,CH
4的平均生成速率 v
Ⅰ、v
Ⅱ和v
Ⅲ从大到小的顺序为
.
②能说明该反应达到平衡状态的是
.
A.容器内压强保持不变 B.气体平均相对分子质量保持不变
C.v
正(CH
4)=v
逆(H
2) D.CO的浓度保持不变
(3)如图2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.
①a处应通入
(填“CH
4”或“O
2”),b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
2+的物质的量浓度
.
③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH
-以外还含有
(忽略水解).
④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷
L(标准状况下).
