页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO+H
2)。CH
4与H
2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH
4(g)+ H
2O(g)═CO(g)+3H
2(g) Δ
H。
已知:①CH
4、H
2、CO的燃烧热分别为
a 
、
b 
、
c 
(
a、
b、
c均大于0);
②水的汽化热为+
d
(
d >0)。则Δ
H=__________

(用含
a、
b、
c、
d的代数式表示)。
(2)用合成气制甲醇的反应为2H
2(g)+CO(g)

CH
3OH(g) Δ
H,在10 L的恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H
2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。

①Δ
H________(填“>”“<”或“=”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和CO的转化率的措施:_______、_____。
③下列说法正确的是___________(填序号)。
A.温度越高,该反应的平衡常数越大 |
B.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高 |
C.体系内气体压强不再变化时,反应达到平衡状态 |
D.图中压强p1<p2 |
④200 ℃时,
n(H
2)随时间的变化如表所示,3 min时反应刚好达到平衡状态,请利用表中的数据计算0~3 min内
v(CH
3OH)=_______

。
t/min
| 0
| 1
| 3
| 5
|
n(H2)/mol
| 8.0
| 5.4
| 4.0
| 4.0
|
⑤200℃时该反应的平衡常数
K=____________。向上述200 ℃的平衡体系中再加入2 mol CO、2 mol H
2、2 mol CH
3OH,保持温度不变,则平衡_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷时,测得电路中转移1.96 mol电子,则甲烷的利用率为________。