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{#blank#}1{#/blank#} .
(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{#blank#}2{#/blank#} .
②100℃时反应I的平衡常数为{#blank#}3{#/blank#} .
(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 , 其他条件不变,对平衡体系产生的影响是{#blank#}4{#/blank#} (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.重新平衡减小 E.平衡常数K增大
(4)写出甲醇﹣空气﹣KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:{#blank#}5{#/blank#} .
(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.实验室用图2装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式{#blank#}6{#/blank#} .
②写出除去甲醇的离子方程式{#blank#}7{#/blank#} .