(14分)甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应①和②,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。①CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g)  △H1   ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2 将0.2mol CH4和0.3mol H2O(g)通入容积为10L的密闭容器中,在一定条件下发生反应①,达到平衡时,CH4的转化率与温度.压强的关系如图所示:

(1)温度不变,缩小体积,增大压强,①的反应速率             (填“增大”.“减小”.“不变”),平衡向           方向移动。
(2)反应①的△H1       0,(填“﹤”“﹦”“﹥”),其平衡常数表达式为K=               ,100℃,压强为p1时平衡常数的值是                
(3)在压强为0.1Mpa条件下,将a mol CO与3a molH2的混合气体在催化剂作用下进行反应②。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号
T℃
n(CO)/n(H2
p (Mpa)
I
150
1/3
0.1

 
 
5

350
 
5
(4)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过,其工作原理示意图如下:

请回答
①Pt(a)电极的电极反应式为                                           
②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH3OH有          mol。
Ⅰ.某探究小组用HNO3与大理石反应过程中固体质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K。请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 
T/K
大理石
质量/g
规格
HNO3浓度/mol·L-1
HNO3
体积/ mL
实验目的

298
10.00

  1.00
25.00
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响;
(Ⅱ)实验①和       探究温度对该反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和     探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。
Ⅱ.某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
(1)请指出该结论是否合理,并说明理由                               
(2)请完成对铁元素价态的探究:
限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3mol/L H2SO4、3%H2O2、6mol/L HNO3、0.01mol/L KMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol/L KI、20%KSCN、蒸馏水。
① 提出合理假设
假设1:                              
假设2:                              
假设3:                              
② 基于上述假设,设计实验方案。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作
预期现象与结论
步骤1
 
步骤2
 
步骤3
 
……
 
 0  105479  105487  105493  105497  105503  105505  105509  105515  105517  105523  105529  105533  105535  105539  105545  105547  105553  105557  105559  105563  105565  105569  105571  105573  105574  105575  105577  105578  105579  105581  105583  105587  105589  105593  105595  105599  105605  105607  105613  105617  105619  105623  105629  105635  105637  105643  105647  105649  105655  105659  105665  105673  203614 

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