合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示．（1）天然气（主要成分为CH4）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为CH4+H2O高温.CO+3H2CH4+H2O高温.CO

Question

合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示．

（1）天然气（主要成分为CH₄）在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H₂和CO的化学方程式为

CH₄+H₂O(高温.)/() CO+3H₂

CH₄+H₂O(高温.)/() CO+3H₂

．
（2）甲烷是一种清洁燃料，但不完全燃烧时热效率降低，同时产生有毒气体造成污染．
已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol
则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率是完全燃烧时的______倍（计算结果保留1位小数）．
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率．下图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol•L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：
①甲烷燃料电池的正极反应式是______．
②当线路中有0.1mol电子通过时，______（填“a”或“b”）极增重______g．
（4）运输氨时，不能使用铜及其合金制造的管道阀门．因为在潮湿的环境中，金属铜在有NH₃存在时能被空气中的O₂氧化，生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，该反应的离子方程式为______．

Answer 1

（1）甲烷与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，该反应为CH₄+H₂O(高温.)/()CO+3H₂，故答案为：CH₄+H₂O (高温.)/() CO+3H₂；
（2）①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol
烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热化学方程式依据盖斯定律①×2-②得到：2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（l）△H=-1214.6KJ/mol；
1mol甲烷不完全燃烧的热效率是完全燃烧的((1214.6)/(2))/(890.3)=0.7；
故答案为：0.7；
（3）①原电池负极发生氧化反应，甲烷在负极通入，酸性条件下，发生氧化反应生成CO₂、H⁺，负极电极反应式为：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，正极是氧气得到电子发生还原反应，电极反应为：O₂+4 H⁺+4e^-═2H₂O；
故答案为：O₂+4 H⁺+4e^-═2H₂O；
②B为电解池，铜离子发生还原反应，在阴极析出，该极连接原电池的负极，故在b电极析出Cu，b电极的质量增重，转移0.1mol电子，析出铜的物质的量为(0.1mol)/(2)=0.05mol，故析出铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g，
故答案为：b； 3.2；
（4）铜在有NH₃存在时能被空气中的O₂氧化，生成Cu（NH₃）₄²⁺，该离子反应为2Cu+8NH₃+O₂+2H₂O═2Cu（NH₃）₄²⁺+4OH^-；
故答案为：2Cu+8NH₃+O₂+2H₂O═2Cu（NH₃）₄²⁺+4OH^-．