Question

近来，制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了车载甲醇(CH₃OH)制氢燃料电池工艺，其原理如下图所示，请观察此图回答

①燃料电池的正极反应式为____________________________。
②甲醇与流程图中任一反应物反应制取氢气的化学方程式________________________。
(2)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下图

①此流程的第Ⅱ步反应为：CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K＝
________。
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表，在830℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有________(填实验编号)。

③若400 ℃时，第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2(单位为kJ)，第Ⅰ步反应的热化学方程式为：
CH₄(g)＋H₂O(g)==3H₂(g)＋CO(g) ΔH＝-103.3 kJ·mol^-1 则400 ℃时，甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为______________________。
(3)我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法，下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。能得出如图结果的实验方案是_____________________。

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)控制其他条件不变，每小时测定一次不同催化剂分解水产生氢气的体积，记录数据，作图分析