甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH
4和H
2O为原料,通过反应Ⅰ和Ⅱ来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH
4和2.0 mol H
2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:
CH
4(g)+H
2O(g)

CO(g)+3H
2(g)……Ⅰ。CH
4的转化率与温度、压强的关系如图。

①已知100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H
2表示的平均反应速率为_______。
②图中的
p1________
p2(填“<”“>”或“=”)。
③该反应的Δ
H________0(填“<”“>”或“=”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,
a mol CO与 3
a mol H
2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:
CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g) Δ
H<0……Ⅱ。
①若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH
3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H
2②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。
实验编号
| T(℃)
| n(CO)/n(H2)
| p(MPa)
|
1
| 150
| 1/3
| 0.1
|
2
| a
| 1/3
| 5
|
3
| 350
| b
| 5
|
A.则上表中剩余的实验条件数据:
a=________,
b=________。
B.根据反应Ⅱ的特点,如图是在压强分别为0.1 MPa和5 MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强
px=________MPa。

(3)以甲醇作为燃料制成的燃料电池结构示意图如图所示。

关于该电池的叙述正确的是________。
A.当电池反应消耗了1 mol甲醇时,溶液中转移了12
NA个e
-B.电池的负极反应为CH
3OH+H
2O-6e
-===CO
2↑+6H
+C.放电过程中,H
+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO
2气体22.4/3 L