9.
工业上利用天然气(主要成分是CH
4)与H
2O进行高温重整制备合成气(CO+H
2),CO和H
2在一定条件下能制备甲醛、甲醚等多种有机物.已知CH
4、H
2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ•mol
-1、-285.8kJ•mol
-1和-283.0kJ•mol
-1;18.0g水蒸气液化时的能量变化为44.0kJ.
(1)写出甲烷与水蒸气在高温下反应制合成气的热化学方程式
.
(2)在一定条件下,向体积固定为2L的密闭容器中充入0.40mol CH
4(g)和0.60mol H
2O(g),测得CH
4(g)和H
2(g)的物质的量浓度随时间变化的曲线如图4所示.
3min时改变条件,反应进行到t
1min时,体系中各物质的物质的量如下表所示:
t/min | n(CH4)/mol | n(H2O)/mol | n(CO)/mol | n(H2)/mol |
t1 | 0.18 | 0.38 | 0.22 | 0.66 |
则3~t
1min之间,平衡向
(填“正”或“逆”)反应方向移动,3min时改变的条件是
.
(3)已知温度、压强和碳水比[
]对该反应的影响如图所示.
①图l中,两条曲线所示温度的关系:t
1 t
2(填“>”、“<”或“=”,下同).
②图2中,两条曲线所示碳水比的关系:x
1 x
2.
③图3中,两条曲线所示压强的关系:p
1 p
2.
(4)氢气也可利用电解尿素制备.电解尿素[CO(NH
2)
2]的碱性溶液制氢的装置示意图5图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极).电解时,阳极的电极反应式为
.