中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯,其反应如下:2CH
4(g)

C
2H
4(g) +2H
2(g) ΔH>0
化学键
| H—H
| C—H
| C = C
| C—C
|
E(kJ / mol)
| a
| b
| c
| d
|
(1)已知相关化学键的键能如上表,甲烷制备乙烯反应的ΔH=_____________ (用含a.b.c.d的代数式表示)。

(1)T
1温度时,向1 L的恒容反应器中充入2 molCH
4 ,仅发生上述反应,反应过程中 0~15 min CH
4的物质的量随时间变化如图,测得10-15 min时H
2的浓度为1.6 mol/L。
①0~ 10 min内CH
4表示的反应速率为____mol/(L・min)
o②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度
T1时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n (CH
4)变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是________ (填"a"或 “b”)。
③15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH
4)发生图中所示变化,则改变的条件可能是_____(任答一条即可)。
(3)实验测得v
正=k
正c
2(CH
4),v
逆=k
逆c(C
2H
4).c
2(H
2) 其中K
正、K
逆为速率常数仅与温度有关,T
1温度时k
正与K
逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T
1升高到T
2,则反应速率增大的倍数V
正 ____V逆(选填“〉”、“=”或“<”),判断的理由是__________
(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示,电解质是掺杂了 Y
2O
3与 ZrO
2的固体,可在高温下传导O
2-①C极的Pt为_______ 极(选填“阳”或“阴” )。
②该电池工作时负极反应方程式为_____________________ 。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液在25
0C时pH=_______ (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500 mL)。