甲醇是一种重要的可再生能源。
(1)已知2CH
4(g)+O
2(g)=2CO(g)+4H
2(g) Δ
H =
a kJ·mol
-1CO(g)+2H
2(g)=CH
3OH(g) Δ
H =
b kJ·mol
-1试写出由CH
4和O
2制取甲醇的热化学方程式
。
(2)还可通过下列反应制甲醇:CO(g)+2H
2(g)

CH
3OH(g)。甲图是反应时CO和CH
3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡,用H
2表示反应速率
υ(H
2)=
。

(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H
2,CO的平衡转化率随温度(
T)、压强(
P)的变化如乙图所示。
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.H
2的消耗速率等于CH
3OH的生成速率的2倍
B.H
2的体积分数不再改变
C.体系中H
2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小
PA________
PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 molCO和20 molH
2,则在平衡状态B时容器的体积
V(B)=
L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则写出电池负极反应式________________________。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8 mol,当有0.5 mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是
。