在海底和青藏高原都發(fā)現(xiàn)了名為“可燃冰”的環(huán)保型新能源,主要成分是CH
4,CH
4在光照下可與Cl
2反應(yīng),也可以用CH
4和H
2O為原料制備二甲醚和甲醇等新型燃料.
(1)在一定條件下,發(fā)生反應(yīng):CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)△H>0.
若在2L體積恒定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),T℃時(shí),通入2molCH
4(g)和2mol H
2O(g),反應(yīng)達(dá)平衡后,生成l molCO,CH
4的轉(zhuǎn)化率為
.此時(shí)向容器中同時(shí)加入1mol CH
4(g)、1mol H
2O(g)1mol CO和3molH
2的混合氣體(保持溫度不變),則平衡將
(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動(dòng),達(dá)到新平衡后平衡常數(shù)為
.若在2L體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),T℃時(shí),通入2mol CH
4(g)和2mol H
2O(g),反應(yīng)達(dá)平衡后,生成CO
l mol(填“大于”、“小于”或“等于”).
(2)CH
4可用于設(shè)計(jì)燃料電池,甲烷燃料電池的工作原理如圖1所示:通入CH
4的一極電極反應(yīng)式為:
;反應(yīng)一段時(shí)間后溶液的pH
(填“升高”、“降低”或“不變”).
(3)若將CH
4燃料電池與圖2表示的電解池相連,U形管裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,請(qǐng)回答以下問題:
①該電解池的Y電極與CH
4燃料電池中通入
一極相連
②若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,則電解池中X極上的電極反應(yīng)為
.
該電解池的總反應(yīng)為
.
③若X、Y都是惰性電極,a是含有0.4mol CuSO
4和0.2mol KCl的水溶液1L,電解一段時(shí)間后,在一個(gè)電極上析出18.2g Cu,此時(shí)在另一電極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積
(忽略水中溶解)