Question

利用光能和光催化剂，可将CO₂和H₂O转化为CH₄和O₂。紫外光照射时，在不同催化剂（I、II、III）作用下，CH₄产量随光照时间的变化如下左图所示。

　　　

(1)在0－30小时内，CH₄的平均生成速率v_I、v_II和v_III从大到小的顺序为                ；反应开始后的12小时内，在第       种催化剂的作用下，收集的CH₄最多。

(2)将所得CH₄与H₂O(g)通入聚焦太阳能反应器，一定温度下发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)  K＝27mol²·L^－2。将等物质的量的CH₄和H₂O(g)充入1L恒容密闭容器，在上述温度下发生反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.10mol，CH₄的平衡转化率为      　  （保留两位有效数字）。

(3)甲烷燃料电池是利用CH₄跟氧气或空气反应将化学能转化成电能的装置，电解质溶液是强碱。下面有关说法正确的是      　（填编号）。

A．负极反应为：O₂+2H₂O+4e^- －→4OH-；

B．负极反应为：CH₄+10OH^- - 8e^-－→CO₃^2-+7H₂O

C．放电时溶液中的阴离子向负极移动

D．随放电的进行，溶液的pH值不变

(4)如上右图是一个电化学装置示意图，甲烷燃料电池作其电源。

①如果A为含有铁、银、金、碳杂质的粗铜，B为纯铜，C为CuSO₄溶液，通电后，Cu^2＋的浓度将　    　(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②如果A是铂电极，B是石墨电极，C是KBr溶液，通电时阳极的电极反应式是__________________________。

③特定条件下，该装置使用惰性电极电解Na₂SO₄浓溶液可制得少量过氧化氢：在阳极上SO被氧化成S₂O(过二硫酸根离子)，S₂O与H₂O反应即可生成H₂O₂，

S₂O＋2H₂O === 2SO＋H₂O₂＋2H^＋。若各反应物质的转化率均为100%，则要制取1 mol H₂O₂，理论上燃料电池需消耗CH₄的物质的量为              。

Answer 1

（1）V_III＞V_II＞V_I＞；Ⅱ（2）91%

（3）BC   (4)①减小　　②2Br^-―→Br₂+2e^－  ③0.25mol