题目内容：

中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢,在气相 中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：2CH4(g)  C2H4(g) +2H2(g) ΔH>0

化学键	H—H	C—H	C = C	C—C
E(kJ / mol)	a	b	c	d

 

 

(1)已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH=_____________    (用含a.b.c.d的代数式表示)。

(1)T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 molCH4 ,仅发生上述反应，反应过程中 0~15 min CH4的物质的量随时间变化如图,测得10-15 min时H2的浓度为1.6 mol/L。

①0~ 10 min内CH4表示的反应速率为____mol/(L・min) o

②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂 时，达到平衡过程中n (CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________    (填"a"或 “b”)。

③15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(任答一条即可)。

(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4).c2(H2) 其中K正、K逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与K逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数V正    ____V逆(选填“〉”、“=”或“<”)，判断的理由是__________  

(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2-

①C极的Pt为_______    极(选填“阳”或“阴” )。

②该电池工作时负极反应方程式为_____________________    。

③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液在25 0C时pH=_______    (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500 mL)。