Question

（14分）
甲醇被稱為2l世紀的新型燃料，工業上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ，來制備甲醇。
（1）將1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反應室（容積為100L），在一定條件下發生反應：CH₄（g）+H₂O（g） CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示：
①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H₂表示的平均反應速率為       。
②圖中的P₁                P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃時平衡常數為             。

（2）在壓強為0．1 MPa條件下,  a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g） ……Ⅱ。
③該反應的△H               0，△S                 0（填“<”、“>”或“=”）。
④若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是                    

A．升高溫度	B．將CH3OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強增大	D．再充入1mol CO和3mol H2

（3）在最新開發并投入生產的流動電解質直接甲醇燃料電池中，流動電解質硫酸的使用，可提高燃料電池效率約30%，該電池的負極反應為                              。

Answer 1

（1）①0．0030mol·L^-1·min^-1（2分）    ②  <（2分）；  2．25×10^-4（2分）
（2）③＜（2分）＜（2分）       ④   BD （2分）
（3）CH₃OH + H₂O - 6e^- = CO₂ + 6H⁺ （2分）

略