10.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=+206.0kJ•mol-1
II:CO ( g )+2H2 ( g )=CH3OH ( g )△H=-129.0kJ•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CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ•mol-1
(2)将1.0mol CH4和2.0mol H2O ( g )通入容积为100L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图1.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为0.003mol•L-1•min-1
②100℃时反应I的平衡常数为2.25×10-4
(3)在压强为0.1MPa、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$\frac{1}{2}$,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是C、D (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.实验室用图2装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式Co2+-e-=Co3+
②写出除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
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:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH2mol.
 0  155283  155291  155297  155301  155307  155309  155313  155319  155321  155327  155333  155337  155339  155343  155349  155351  155357  155361  155363  155367  155369  155373  155375  155377  155378  155379  155381  155382  155383  155385  155387  155391  155393  155397  155399  155403  155409  155411  155417  155421  155423  155427  155433  155439  155441  155447  155451  155453  155459  155463  155469  155477  203614 

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