Question

甲醇是基礎有機化工原料和新型清潔燃料，廣泛用于制造各種燃料電池。工業上以甲烷和水蒸氣為原料制備甲醇，反應過程如下。
反應Ⅰ：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g) △H1
反應Ⅱ：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H2
(1)如圖是反應1進行過程中的能量變化示意圖。根據圖象判斷，升高溫度，反應I的平衡常數將____________ （填“增大”、“減小”或“不變”）。反應I的逆反應的活化能為___________（用含E1、E2的表達式表示）

(2)已知在催化劑和一定壓強下，反應?能自發進行。若保持容器容積不變，下列措施可增加該反應中CO轉化率的是___________（填字母）。
A．適當降低溫度
B．將甲醇從反應體系中分離出來
C．充入He，使體系總壓強增大
D．按原比例再充入CO和H₂
(3)一種甲醇燃料電池以多孔石墨為電極，一極通入甲醇蒸氣，另一極通入氧氣，電解質溶液為4L 1 moI/L的KOH溶液。當有3 mol甲醇放電時，電解質溶液中各種離子的濃度由大到小的順序為_________________
(4)下圖甲是一種甲醇燃料電池的結構示意圖，甲醇提供質子和電子，電子經外電路到達另一極與氧氣反應，電池總反應為2CH₃OH+3O₂2CO₂+4H₂O。

①M電極的電極反應式為______________________________。
②以上述電池做電源，用乙圖所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發現Al電極附近逐漸變渾濁并有氣泡逸出，原因是（用離子方程式表示）：______________。Al電極應接燃料電池的___________（填“M”或“N”）極。

Answer 1

(1)增大；E1-E2
(2)ABD
(3)c(K⁺)>>c(OH^-)>c(H⁺)
(4)①CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；②Al+3HCO₃^-- 3e^-=Al(OH)₃↓+3CO₂↑；N