甲醇可作为燃料电池的原料。以CH
4和H
2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH
4(g)+H
2O(g)=CO(g) + 3H
2(g) △H =+206.0 kJ·mol
-1II:CO(g)+2H
2(g)=CH
3OH (g) △H=-129.0 kJ·mol
-1(1)CH
4(g)与H
2O(g)反应生成CH
3OH (g)和H
2(g)的热化学方程式为
。
(2)将1.0 mol CH
4和2.0 mol H
2O ( g )通入容积为10 L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假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H
2表示该反应的平均反应速率为
。
②100℃时反应I的平衡常数为
。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a mol CO与3a mol H
2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是
(填字母序号)。
A.c ( H2)减少
| B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
| C.CH3OH 的物质的量增加
| D.重新平衡c ( H2)/ c (CH3OH )减小 | E.平衡常数K增大 |
|
(4)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。实验室用图装置模拟上述过程

①写出阳极电极反应式
。
②请写出除去甲醇的离子方程式
。