化石燃料的綜合利用既能減少污染，又能提高資源利用率。回答下列問題：
（1）煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料，其中重要的一步反應是高溫下焦炭與水蒸氣反應制備水煤氣（CO、H₂），該反應的化學方程式為

C

+

H

2

O

（

g

）

高溫

CO

+

H

2

C

+

H

2

O

（

g

）

高溫

CO

+

H

2

。
（2）合成氨工業(yè)是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中非常重要的一步。合成氨反應過程中的能量變化如圖所示，則該反應為

放熱

放熱

（填“吸熱”或“放熱”）反應。

（3）實驗室模擬工業(yè)合成氨，向2L恒容密閉容器內(nèi)充入1molN₂反應過程和3molH₂，在一定條件下發(fā)生反應。若經(jīng)過5min后，測得容器內(nèi)NH₃的物質(zhì)的量為1mol,則這段時間內(nèi)，v（N₂）=

0.05mol?L^-1?min^-1

0.05mol?L^-1?min^-1

，此時容器內(nèi)H₂的物質(zhì)的量濃度為

0.75mol?L^-1

0.75mol?L^-1

。
（4）天然氣的主要成分是CH₄。在酸性介質(zhì)中，利用反應CH₄+2O₂═CO₂+2H₂O可設計成結構簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染的燃料電池，其工作原理如圖所示（其中質(zhì)子交換膜只允許H⁺通過）：

通入b氣體的電極名稱為

正極

正極

，通入a氣體的電極上反應式為

C

H

4

+

2

H

2

O

-

8

e

-

═

C

O

2

+

8

H

+

C

H

4

+

2

H

2

O

-

8

e

-

═

C

O

2

+

8

H

+

。