甲醇是一种绿色能源,是机动车燃油的最佳替代品。请回答下列有关问题:
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
ⅰ.CH
3OH(g)+

O
2(g)=CO
2(g)+2H
2O(l) △H="-764.5" kJ•mol
-1;
ⅱ.CO(g)+

O
2(g)=CO
2(g) △H="-283.0" kJ•mol
-1;
ⅲ.H
2(g)+

O
2(g)=H
2O(g) △H="-285.8" kJ•mol
-1;
则 CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g) △H=________kJ·mol
-1。
(2)利用CO
2及H
2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH
3OH,涉及的反应有:
ⅳ.CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g) △H="-53.7" kJ•mol
-1平衡常数 K
1;
ⅴ.CO
2(g)+H
2(g)

CO(g)+H
2O(g)△H="+41.2" kJ•mol
-1平衡常数K
2。
下列四组实验,若控制CO
2和H
2初始投料比均为1∶2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
温度(K)
| 催化剂
| CO2转化率(%)
|
543
| Cu/ZnO纳米棒材料
| 12.3
|
543
| Cu/ZnO纳米片材料
| 10.9
|
553
| Cu/ZnO纳米棒材料
| 15.3
|
553
| Cu/ZnO纳米片材料
| 12.0
|
①CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g)的平衡常数K=___________(用含K
1、K
2的表达式表示)。
②有利于提高CO
2转化为CH
3OH平衡转化率的措施有_________。
a.使用Cu/ZnO纳米棒衬料
b.使用Cu/ZnO纳米片材料
c.降低反应温度
d.保持投料比不变,增加反应物的浓度
e.增大CO
2和H
2的初始投料比
③由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO
2的转化率不同,造成该结果的原因是_________________________________________。
(3)甲醇燃料电池是目前技术最成熟,应用最广泛的一种燃料电池,其工作原理如下图所示:

①a气体的名称是_________。
②甲池所在电极为原电池的______极,其电极反应式为__________________________。
③电解液中,H
+的移动方向为_____________。