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（17分）CO和H₂的混合氣體俗稱合成氣，是一種重要的工業(yè)原料氣，可以在一定條件下制備甲醇，二甲醚等多種有機物。工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH₄）與水進行高溫重整制備合成氣。
（1） 已知：CH₄、H₂和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液態(tài)水汽化時的能量變化為44.0kJ。寫出甲烷與水蒸氣在高溫下反應制取合成氣的熱化學方程式                  。
（2）在一定條件下，向體積為2L的密閉容器中充入0.40mol CH₄和0.60mol H₂O(g)，測得CH₄(g)和H₂(g)的物質的量濃度隨時間變化如下表所示：

時間/min 物質 濃度	0	1	2	3	4
CH4	0.2mol·L—1	0.13 mol·L—1	0.1 mol·L—1	0.1 mol·L—1	0.09 mol·L—1
H2	0 mol·L—1	0.2 mol·L—1	0.3 mol·L—1	0.3 mol·L—1	0.33 mol·L—1

①3—4min之間，化學平衡向___   ____反應方向移動（填“正”或“逆”）。
②3min時改變的反應條件是____________________（只填一種條件的改變）
（3）已知溫度、壓強、投料比X〔n(CH₄)/n(H₂O)〕對該反應的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關系X₁____X₂(填“=”“>”或“<”下同)
②圖2中兩條曲線所示的壓強比的關系：p₁_______p₂
（4）以天然氣（設雜質不參與反應）、KOH溶液為原料可設計成燃料電池
①放電時，正極的電極反應式_______________________________________
②設裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放電時參與反應的氧氣在標準狀況下的體積為8.96L，放電過程中沒有氣體逸出，則放電完畢后，所得溶液中各離子濃度由大到小的關系為                     ____。