甲醇可作为燃料电池的原料．以CH
4和H
2O为原料，通过下列反应反应来制备甲醇．
反应I：CH
4 （g）+H
2O （g）=CO （g）+3H
2 （g）△H=+206.0kJ?mol
-1反应II：CO （g）+2H
2 （g）=CH
3OH （g）△H=-129.0kJ?mol
-1（1）CH
3OH （g）和H
2（g）反应生成CH
4（g）与H
2O（g）的热化学方程式为
CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ?mol-1
CH3OH （g）+H2（g）=CH4（g）+H2O（g）△H=-77.0 kJ?mol-1
．
（2）将1.0mol CH
4和2.0mol H
2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH
4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H
2表示该反应的平均反应速率为
0.03 mol?L-1?min-1
0.03 mol?L-1?min-1
．
②100℃时反应I的平衡常数为
2.25×10-2
2.25×10-2
．
③可用来判断该反应达到平衡状态的标志有
A D
A D
．（填字母）
A．CO的含量保持不变
B．容器中CH
4浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．3V
正（CH
4）=V
逆（H
2）
（3）按照反应II来生成甲醇，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．下列说法正确的是
C
C
A．温度：T
1＞T
2＞T
3B．正反应速率：ν（a）＞ν（c）； ν（b）＞ν（d）
C．平衡常数：K（a）＞K（c）； K（b）=K（d）
D．平均摩尔质量：M（a）＜M（c）； M（b）＞M（d）
（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法之一为：甲醇蒸汽重整法．该法中的一个主要反应为CH
3OH（g）?CO（g）+2H
2（g），此反应能自发进行的原因是
该反应是一个熵增的反应
该反应是一个熵增的反应
．
（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Co
2+氧化成Co
3+，然后以Co
3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO
2而净化．实验室用图3装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式
Co2+-e-=Co3+
Co2+-e-=Co3+
．
②写出除去甲醇的离子方程式
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+
6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6 Co2++6H+
．
③若3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为：
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O
．
