Question

甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。①CH₄（g）＋H₂O （g） CO（g）＋3H₂（g）   △H₁   

②CO（g）＋2H₂（g） CH₃OH（g） △H₂ 

将0．2mol CH₄和0．3mol H₂O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度．压强的关系如图所示：

（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率              （填“增大”．“减小”．“不变”），平衡向            方向移动。

（2）反应①的△H₁        0，（填“﹤”“﹦”“﹥”），其平衡常数表达式为K=                ，100℃，压强为p₁时平衡常数的值是                 。

（3）在压强为0．1Mpa条件下，将a mol CO与3a molH₂的混合气体在催化剂作用下进行反应②。为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号	T℃	n（CO）/n（H2）	p （Mpa）
I	150	1/3	0．1
Ⅱ			5
Ⅲ	350		5

（4）近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂电极，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理示意图如下：

 

请回答

①Pt（a）电极的电极反应式为                                           

②如果该电池工作时电路中通过2mol电子则消耗的CH₃OH有           mol。

Answer 1

（1）增大（1分）   逆反应（或向左） （1分）

       （2）﹥ （1分）   c （CO）·c³（H₂）/c （CH₄）·c（H₂O） （2分）     1．35×10^-3（2分）

       （3）II   150    1/3              III    1/3    （每空1分共3分）

       （4）①CH₃OH  +  H₂O -6e^-  = CO₂↑+ 6 H⁺    （2分）

       ②1/3   （2分）