甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇，代替日益供应紧张的燃油。已知：①CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)△H1＝+206.2kJ·mol－1②CH4（g）＋1/2O2（g）＝CO（g）＋2H2（g

Question

甲烷可制成合成气（CO、H ₂ ），再制成甲醇，代替日益供应紧张的燃油。
已知：
① CH ₄ (g) ＋ H ₂ O (g) ＝ CO (g)＋3H ₂  (g)    △H1＝+206.2kJ·mol ^－1
② CH ₄ （g）＋ 1/2O ₂ （g）＝CO（g）＋2H ₂ （g） △H2=－35.4 kJ·mol ^-1
③ CH ₄ (g) ＋ 2H ₂ O (g) ＝CO ₂ (g) ＋4H ₂ (g)    △H3＝+165.0 kJ·mol ^－1
（1）CH ₄ (g)与CO ₂ (g)反应生成CO(g)和H ₂ (g)的热化学方程式为__________________。    
（2）从原料选择和能源利用角度，比较方法①和②，为合成甲醇，用甲烷制合成气的适宜方法为________（填序号），其原因是__________________________。
（3）合成气中的H ₂ 可用于生产NH ₃ ，在进入合成塔前常用Cu(NH ₃ ) ₂ Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：Cu(NH ₃ ) ₂ Ac + CO + NH ₃ [Cu(NH ₃ ) ₃ ]Ac·CO  △H＜0 Cu(NH ₃ ) ₂ Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是______________。
（4）将CH ₄ 设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

① 0<V≤44.8 L时，电池总反应方程式为___________________；          
② 44.8 LV≤89.6 L时，负极电极反应为_____________；  
③ V=67.2 L时，溶液中离子浓度大小关系为__________________。

Answer 1

（1）CH ₄ (g)＋CO ₂ (g) ＝2CO (g)＋2H ₂ (g)   △H＝+247.4 kJ·mol ^－1
（2）②；选择CH ₄ 不完全燃烧制合成气时，放出热量，同时得到的CO、H ₂ 物质的量之比为1：2，能恰好完全反应合成甲醇
（3）低温、高压
（4）①CH ₄  + 2O ₂  + 2KOH ＝K ₂ CO ₃  + 3H ₂ O；②CH ₄ -8e ^- + 9CO ₃ ^2- +3H ₂ O=10HCO ₃ ^-  ；③c(K ^＋ )＞c(HCO ₃ ^－ )＞c(CO ₃ ^2－ )＞c(OH ^- )＞c(H ⁺ )