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(12分)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·mol1

II:CO ( g ) + 2H2 ( g ) = CH3OH ( g )        △H =—129.0 kJ·mol1

(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。

高三化学填空题简单题

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