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) ΔH=206.0 kJ·mol-1 Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-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,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。
(4)写出甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:__________________________________________________。 (5)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。实验室用如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__________________________________。 |