甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛,請回答下列問題:
(1)高爐冶鐵過程中,甲烷在催化反應室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關反應為CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ?mol-1CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ?mol-1:
CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=260kJ?mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)ΔH=-566kJ?mol-1
則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ?mol-12CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ?mol-1。
(2)如圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ實現(xiàn)鐵棒上鍍銅。
①b處電極上發(fā)生的電極反應式:O2+2H2O+4e-═4OH-O2+2H2O+4e-═4OH-;
②電鍍結束后,裝置Ⅰ中KOH溶液的濃度變小變小(填寫“變大”“變小”或“不變”),裝置Ⅱ中Cu電極上發(fā)生的電極反應式:Cu-2e-═Cu2+Cu-2e-═Cu2+。
③裝置Ⅰ的能量轉變形式是化學能轉化為電能化學能轉化為電能,裝置Ⅱ中Fe電極上發(fā)生還原還原反應。
④在此過程中若完全反應,裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8g,則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷1.121.12L(標準狀況下)。[相對原子質量Cu:64]。
【答案】CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ?mol-1;2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ?mol-1;O2+2H2O+4e-═4OH-;變?。籆u-2e-═Cu2+;化學能轉化為電能;還原;1.12
【解答】
【點評】
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