合成氣（CO+H₂）在煤化工和天然氣化工中有著十分重要的地位，由合成氣可合成多種有機基礎(chǔ)原料和產(chǎn)品。
（1）煤化工中生產(chǎn)合成氣的反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）ΔH=+131.5kJ?mol^-1。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為

K=

c

（

H

2

）

×

c

（

CO

）

c

（

H

2

O

）

K=

c

（

H

2

）

×

c

（

CO

）

c

（

H

2

O

）

，該反應(yīng)在

高溫

高溫

（填高溫或低溫）自發(fā)進行。
②在恒溫恒容下，同時放入C（s）、H₂O（g）、CO（g）、H₂（g）四種物質(zhì)，下列事實能夠說明反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）已達到平衡的是

ACD

ACD

。
A.反應(yīng)體系中，混合氣體的密度不再改變
B.反應(yīng)體系中，CO和H₂的體積分?jǐn)?shù)相等
C.反應(yīng)體系中，當(dāng)有2molH-O鍵斷裂的同時有1molH-H鍵形成
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
（2）天然氣化工中生產(chǎn)合成氣的主要反應(yīng)為：2CH₄（g）+O₂（g）?2CO（g）+4H₂（g）ΔH=akJ?mol^-1。在恒容容器中按物質(zhì)的量之比1：2加入一定量的CH₄和O₂，在壓強為1.01×10⁵Pa、不同溫度下測得CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示：

①請在圖中畫出壓強為5.05×10⁵Pa時CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線

。
②現(xiàn)有實驗測得反應(yīng)2CH₄（g）+O₂（g）?2CO（g）+4H₂（g）在750℃下，以不同碳氧比[

n

（

CH

4

）

n

（

O

2

）

]投料時反應(yīng)達平衡后CH₄的轉(zhuǎn)化率及H₂、CO的選擇性，所測數(shù)據(jù)如表所示。（已知：選擇性=

目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率

反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)化率

）

碳氧比[ n （ CH 4 ） n （ O 2 ） ]	1：0.25	1：0.5	1：1	1：1.25
CH4轉(zhuǎn)化率	0.40	0.88	0.98	0.99
H2選擇性	0.98	0.93	0.67	0.40
CO選擇性	0.99	0.94	0.65	0.32

最佳碳氧比[

n

（

CH

4

）

n

（

O

2

）

]為

1：0.5

1：0.5

。假設(shè)按碳氧比n（CH₄）：n（O₂）=1：1投料，反應(yīng)容器的體積為VL，通入CH₄和O₂各amol,請列式表示平衡時容器內(nèi)H₂的濃度（用a、v的代數(shù)式表示）

2

a

×

0

.

98

×

0

.

67

V

mol/L

2

a

×

0

.

98

×

0

.

67

V

mol/L

。
（3）煤化工可以制取甲醇，甲醇-空氣燃料電池，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，（電極材料為惰性電極），當(dāng)KOH全部轉(zhuǎn)化為KHCO₃，停止放電，寫出負極的電極反應(yīng)式

CH₃OH-6e^-+7OH^-═

HCO

-

3

+5H₂O

CH₃OH-6e^-+7OH^-═

HCO

-

3

+5H₂O

。