Question

近來(lái)，制備和利用氫氣這一清潔能源已有多項(xiàng)成果。
(1)德國(guó)克萊斯公司成功研制了車載甲醇(CH₃OH)制氫燃料電池工藝，其原理如下圖所示，請(qǐng)觀察此圖回答

①燃料電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________。
②甲醇與流程圖中任一反應(yīng)物反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式________________________。
(2)美國(guó)Bay等工廠使用石油熱裂解的副產(chǎn)物甲烷來(lái)制取氫氣，其生產(chǎn)流程如下圖

①此流程的第Ⅱ步反應(yīng)為：CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝
________。
②此流程的第Ⅱ步反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表，在830℃、以表中的物質(zhì)的量(單位為mol)投入恒容反應(yīng)器發(fā)生上述反應(yīng)，其中反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。

③若400 ℃時(shí)，第Ⅱ步反應(yīng)生成1 mol氫氣的熱效應(yīng)值為33.2(單位為kJ)，第Ⅰ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH₄(g)＋H₂O(g)==3H₂(g)＋CO(g) ΔH＝-103.3 kJ·mol^-1 則400 ℃時(shí)，甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。
(3)我國(guó)科學(xué)家研究了常溫下利用Pt等催化劑在可見(jiàn)光作用下使水分解制氫氣的方法，下圖是三種催化劑在光照分解水實(shí)驗(yàn)中的效果比較圖。能得出如圖結(jié)果的實(shí)驗(yàn)方案是_____________________。

Answer 1

(1)①O₂＋2H₂O＋4e^-==4OH^-；②CH₃OH＋H₂O==2CO₂＋3H₂或2CH₃OH＋O₂==2CO₂＋4H₂或2CH₃OH＋
H₂O==CO₂＋CO＋5H₂或4CH₃OH＋O₂===2CO₂＋2CO＋8H₂
(2)①；②BC；③CH₄(g)＋2H₂O(g)==CO₂(g)＋4H₂(g) ΔH＝-136.5 kJ·mol^-1
(3)控制其他條件不變，每小時(shí)測(cè)定一次不同催化劑分解水產(chǎn)生氫氣的體積，記錄數(shù)據(jù)，作圖分析