甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：（1）以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线．甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2，其反应式如下：①CH4（g）+1/2

Question

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
（1）以天然气为原料制H₂是合成氨的一条重要的路线．甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H₂，其反应式如下：
①CH₄（g）+1/2O₂（g）=CO（g）+2H₂（g）△H₁=-35.6kJ•mol^-1
试判断常温下，上述反应能否自发进行：______（填”能”或”否”）．有研究认为甲烷部分氧化的机理为：
②CH₄（g）+2O₂（g）═CO2（g）+2H₂O（g）△H₂=-890.3kJ•mol^-1
③CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H₃=247.3kJ•mol^-1
请结合以上条件写出CH₄和H2O（g）生成CO和H₂的热化学反应方程式：______
（2）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1molN₂和2.6molH₂，反应过程中对NH₃的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：
实验数据

时间/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/（ mol•/L-1）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

此条件下，该反应达到化学平衡时，氮气的浓度为______
（3）如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜．
①b处电极上发生的电极反应式是．______
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH______（填写“变大”、“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu²⁺的物质的量浓度______．
③若完全反应后，装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷______L （标准状况下）．
_22
4221^-1

₄₂₂₂^-1
₄₂₂₃^-1
_42
223

时间/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/（ mol•/L-1）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

时间/min51015202530时间/min51015202530c（NH₃）/（ mol•/L-1）0.080.140.180.200.200.20c（NH₃）/（ mol•/L-1）₃0.080.140.180.200.200.20


²⁺

Answer 1

（1）反应CH4（g）+12O2 （g）=CO （g）+2H2（g）的△H1=-35.6kJ•molˉ1＜0．△S＞0根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S可推知该数值一定是小于0，故反应能自发进行，能，根据反应①②③，结合盖斯定律...