天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷．（1）科学家用氮化镓材料与铜组装如图1的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4．①写出铜电极表面的电

Question

天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷．

（1）科学家用氮化镓材料与铜组装如图1的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄．
①写出铜电极表面的电极反应式___．
②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量___（选填“盐酸”或“硫酸”）．
（2）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS．一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式___．
（3）天然气的一个重要用途是制取H₂，其原理为：CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g）．
①该反应的平衡常数表达式为___．
②在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L^-1的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示，则压强P₁___P₂（填“>”或“<”）；压强为P₂时，在Y点：v（正）___v（逆）（填“>”、“<”或“=”）．

Answer 1

（1）①由电池装置图可知，Cu电极上二氧化碳得电子生成甲烷，则Cu电极上的电极反应为：CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O，故答案为：CO₂+8e^-+8H⁺=CH₄+2H₂O；
②可向装置中加入少量的酸作电解质，由于氢氧化钠不能提供质子，应选用硫酸，所以选用硫酸，故答案为：硫酸；
（2）H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS，吸收液为氨水，一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，即反应过程中生成一水合氨，依据原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为：2NH₄HS+O₂(一定条件.)/()2NH₃•H₂O+2S↓，
故答案为：2NH₄HS+O₂(一定条件.)/()2NH₃•H₂O+2S↓；
（3）①已知CO₂（g）+CH₄（g）⇌2CO（g）+2H₂（g），其平衡常数表达式是K=(c2(CO)•c2(H2))/(c(CO2)•c(CH4))，故答案为：K=(c2(CO)•c2(H2))/(c(CO2)•c(CH4))；
②该反应正向为体积增大的方向，压强越大，CH₄的转化率越小，已知相同温度下，P₁条件下的转化率大于P₂，则P₁小于P₂；压强为P₂时，在Y点反应未达到平衡，则反应正向移动，所以v（正）大于v（逆）；
故答案为：<；>．