能源是人类共同关注的重要问题。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和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)△H
1已知:①CH
4、H
2、CO 的燃烧热(△H)分别为-a kJ•mol
-1、-b kJ•mol
-1、-c kJ•mol
-1;
②H
2O (l) =H
2O(g); △H=+dkJ•mol
-1则△H
1= ___________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJ•mol
-1。
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g) △H
2,在10L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下图所示,200℃时n(H
2)随时间的变化如下表所示:

t/min
| 0
| 1
| 3
| 5
|
n(H2)/mol
| 8.0
| 5.4
| 4.0
| 4.0
|
①△H
2_________ (填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是____________ (填标号)。
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.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度 d.图中压强p
1<p
2③200℃时,该反应的平衡常数K =_______。
(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,测得电路中转移1.2 mol电子,则甲烷的利用率为_________。
(4)有人设计将两根 Pt 丝作电极插入 KOH 溶液中,然后向两极上分别通入乙醇和氧气而 构成燃料电池。则此燃料电池工作时,其电极反应式为:
负极:_____________
正极:_____________