甲烷和氨在国民经济中占有重要地位。
(1)制备合成氨原料气H
2,可用甲烷蒸汽转化法,主要转化反应如下:
CH
4(g) + H
2O(g)

CO(g) + 3H
2(g) ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH
4(g) + 2H
2O(g)

CO
2(g) +4H
2(g) ΔH = +165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO
2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是
。
(2)工业生产尿素的原理是以NH
3和CO
2为原料合成尿素[CO(NH
2)
2],反应的化学方程式为:2NH
3(g)+ CO
2(g)

CO(NH
2)
2(l) + H
2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃
| 165
| 175
| 185
| 195
|
K
| 111.9
| 74.1
| 50.6
| 34.8
|
① 反应热ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
② 在一定温度和压强下,若原料气中的NH
3和CO
2的物质的量之比(氨碳比)

,下图是氨碳比(x)与CO
2平衡转化率(α)的关系。求图中的B点处,NH
3的平衡转化率。

(3)已知甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时,a口放出的物质为
_________,该电池正极的电极反应式为:
____ ,工作一段时间后,当3.2g甲烷完全反应生成CO
2时,有
mol 电子发生转移。
