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  • 1. (2022·沧州模拟) 由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求,以及全球环境问题,使天然气成为一种全球性的能源,也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应,涉及的主要反应如下:

    反应I:CH4(g)+ H2O(g) CO(g) +3H2(g) △H1=+206 kJ·mol-1

    反应II:CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H2=+165 kJ·mol-1

    反应III:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3

    回答下列问题:

    1. (1) △H3=。已知(R、C为常数),反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示,其中表示反应II的是曲线(填标号)。

    2. (2) 不同压强下,将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1:3的比例投料,测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示(填“CH4转化率”或“CO2物质的量分数”),压强p1、p2、p3由大到小的顺序是

    3. (3) 一定条件下,向恒容容器中以物质的量之比为1:3的比例投入甲烷和水蒸气,达到平衡时,甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%,则H2的物质的量分数x(H2)= , 反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx=。 (可用分数表示)
    4. (4) 一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示,使用特定催化剂只发生反应I,以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质,燃料电池负极的电极反应式为 

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