利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如下左图所示。

   

(1)在0-30小时内,CH4的平均生成速率vI、vII和vIII从大到小的顺序为                ;反应开始后的12小时内,在第       种催化剂的作用下,收集的CH4最多。

(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,一定温度下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)  K=27mol2·L-2。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,在上述温度下发生反应达到平衡,测得CO的物质的量为0.10mol,CH4的平衡转化率为         (保留两位有效数字)。

(3)甲烷燃料电池是利用CH4跟氧气或空气反应将化学能转化成电能的装置,电解质溶液是强碱。下面有关说法正确的是       (填编号)。

A.负极反应为:O2+2H2O+4e- -→4OH-;

B.负极反应为:CH4+10OH- - 8e--→CO32-+7H2O

C.放电时溶液中的阴离子向负极移动

D.随放电的进行,溶液的pH值不变

(4)如上右图是一个电化学装置示意图,甲烷燃料电池作其电源。

①如果A为含有铁、银、金、碳杂质的粗铜,B为纯铜,C为CuSO4溶液,通电后,Cu2的浓度将      (填“增大”、“减小”或“不变”)。

②如果A是铂电极,B是石墨电极,C是KBr溶液,通电时阳极的电极反应式是__________________________。

③特定条件下,该装置使用惰性电极电解Na2SO4浓溶液可制得少量过氧化氢:在阳极上SO被氧化成S2O(过二硫酸根离子),S2O与H2O反应即可生成H2O2

S2O+2H2O === 2SO+H2O2+2H。若各反应物质的转化率均为100%,则要制取1 mol H2O2,理论上燃料电池需消耗CH4的物质的量为             

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