甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。

I:CH4 ( g ) + H2O ( g ) =CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H =+206.0 kJ·mol-1

II:CO ( g ) + 2H2 ( g ) = CH3OH ( g ) △H =—129.0 kJ·mol-1

(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为

(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为

②100℃时反应I的平衡常数为

(3)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)。

A.c ( H2 )减少

B.正反应速率加快,逆反应速率减慢

C.CH3OH 的物质的量增加

D.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小

E.平衡常数K增大

(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程:

① 写出阳极电极反应式

② 写出除去甲醇的离子方程式

③若右图装置中的电源为甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式 ,净化含1 mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH mol。

 0  147654  147662  147668  147672  147678  147680  147684  147690  147692  147698  147704  147708  147710  147714  147720  147722  147728  147732  147734  147738  147740  147744  147746  147748  147749  147750  147752  147753  147754  147756  147758  147762  147764  147768  147770  147774  147780  147782  147788  147792  147794  147798  147804  147810  147812  147818  147822  147824  147830  147834  147840  147848  203614 

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