能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。Ⅰ.CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g）ΔH＝＋206.0kJ/molⅡ.CO

Question

能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH ₄ 和H ₂ O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH ₄ （g）＋H ₂ O（g）=CO（g）＋3H ₂ （g）ΔH＝＋206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO（g）＋2H ₂ （g）=CH ₃ OH（g）ΔH＝－129.0 kJ/mol
（1）CH ₄ （g）与H ₂ O（g）反应生成CH ₃ OH（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 ₂ O（g）通入容积为100 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1.0 mol CO与2.0 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 ，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________（填字母序号）。

A．c（H ₂ ）减小

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH ₃ OH的物质的量增加

D．重新平衡时 减小

E．平衡常数K增大
（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH ₃ OH（g） CO（g）＋2H ₂ （g），此反应能自发进行的原因是：___。
（5）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。实验室用下图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式_______________；
②写出除去甲醇的离子方程式___________________。

Answer 1

（1）CH 4 （g）＋H 2 O（g） CH 3 OH（g）＋H 2 （g）ΔH＝＋77.0 kJ·mol －1 （2）①0.0024 mol·L －1 ·min －1 　②7.2×10 －5 （3）CD（4）该反应是一个熵增的反应（ΔS＞0）（5）①Co 2 ＋ －e － =...