20. 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)已知:CH
4(g)+2O
2(g)===CO
2(g)+2H
2O(g) ∆H
1CO(g)+H
2O(g)===CO
2(g)+H
2(g) ∆H
22CO(g)+O
2(g)===2CO
2(g) ∆H
3则CO
2(g)+CH
4(g)===2CO(g)+2H
2(g)的∆H=
__________。
(2)天然气中的少量H
2S杂质常用氨水吸收,产物为NH
4HS。一定条件下向NH
4HS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H
2,其原理为:
CO
2(g)+CH
4(g)
2CO(g)+2H
2(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0.1 mol•L
—1的CH
4与CO
2,在一定条件下发生反应,测得CH
4的平衡转化率与温度及压强的关系如图l所示。则压强P
1_____P
2 (填“大于”或“小于”);压强为P
2时,在Y点:v(正)
______v (逆)(填“大于"、“小于”或“等于")。
(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为l06,其核磁共振氢谱如图2所示,则X的结构简式为
____________。
(5)科学家用氮化镓材料与铜组装如右图所示人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO
2和H
2O合成CH
4。
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”)。