（12分）車載甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC)將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的工 藝有兩種：（1）水蒸氣變換（重整）法；（2）空氣氧化法。兩種工藝都得 到副產(chǎn)品CO。

1．分別寫出這兩種工藝的化學方程式，通過計算，說明這兩種工藝的優(yōu)缺點。有關(guān)資料（298 .15K）列于表3。

表3  物質(zhì)的熱力學數(shù)據(jù)

2．上述兩種工藝產(chǎn)生的少量CO會吸附在燃料電池的Pt或其他貴金屬催化劑表面，阻礙H₂的吸附和電氧化，引起燃料電池放電性能急劇下降，為此，開發(fā)了除去CO的方法�，F(xiàn)有一組實驗結(jié)果（500K）如表4。

表中P_CO、P_O2 分別為CO和O₂的分壓；r_co為以每秒每個催化劑Ru活性位上所消耗的CO分子數(shù)表示的CO的氧化速率。（1）求催化劑Ru上CO氧化反應分別對CO和O₂的反應級數(shù)（取整數(shù)），寫出 速率方程。（2）固體Ru表面具有吸附氣體分子的能力，但是氣體分子只有碰到空活性位才可能發(fā)生吸附作用。當已吸附分子的熱運動的動能足以克服固體引力場的勢壘時，才能脫附，重新回到氣相。假設(shè)CO和O₂的吸附與脫附互不影響，并且表面是均勻的，以θ表示氣體分子覆蓋活性位的百分數(shù)（覆蓋度），則氣體的吸附速率與氣體的壓力成正比，也與固體表面的空活性位數(shù)成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反應的一種機理如下：

其中kco,ads、 kco,des分別為CO在Ru的活性位上的吸附速率常數(shù)和脫附速率常數(shù)，ko₂,ads為O₂在Ru的活性位上的吸附速率常數(shù)。M表示Ru催化劑表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O₂的吸附強得多。試根據(jù)上述反應機理推導CO在催化劑Ru表面上氧化反應的速率方程（不考慮O₂的脫附；也不考慮產(chǎn)物CO₂的吸附），并與實驗結(jié)果比較。

3．有關(guān)物質(zhì)的熱力學函數(shù)（298．15 K）如表5。

表5　物質(zhì)的熱力學數(shù)據(jù)

在373.15K，100kPa下，水的蒸發(fā)焓Δ_vap H_m=40.64kJ?mol^-1，在298.15～3

73.15K間水的等壓熱容為75.6 J?K^-1?mol^-1。（1）將上述工藝得到的富氫氣體作為質(zhì)子交換膜燃料電池的燃料。燃料電池的理論效率是指電池所能做的最大電功相對于燃料反應焓變的效率。在298.15K，100 kPa下，當1 molH₂燃燒分別生成H₂O（l) 和 H₂O（g)時，計算燃料電池工作的理論效率，并分析兩者存在差別的原因。（2）若燃料電池在473.15 K、100 kPa下工作，其理論效率又為多少（可忽略焓 變和嫡變隨溫度的變化）？（3）說明（1）和（2）中的同一反應有不同理論效率的原因。

（6分）下圖每一個字母代表一種反應物或生成物。已知在常溫下A是固體，B、C、E、F、G均為氣態(tài)化合物，其中B、E為氣態(tài)氫化物，X為空氣中的常見成分之一。根據(jù)下列反應框圖填空（有些反應條件已略去）。

（1）工業(yè)上C→D的設(shè)備名稱是            ；
（2）當小心加熱H與E化合生成的物質(zhì)時，分解得到一種與CO₂具有相同原子數(shù)目和相同電子數(shù)目的氣體，同時還有一種無色無味的液體生成。試寫出相應的化學方程式
_______                ___；
（3）I的濃溶液有許多重要的性質(zhì)，在與含有水分的蔗糖作用過程中不能顯示的性質(zhì)是           ；
A．酸性        B．脫水性        C．強氧化性        D．吸水性
（4）在鐵和銅的混合物中，加入一定量的H的稀溶液，充分反應后剩余m₁ g金屬，再向其中加入一定量的I的稀溶液，充分振蕩后，剩余m₂ g金屬，則m₁ 與m₂之間的關(guān)系是          。
A．m₁一定大于m₂         B．m₁ 可能等于m₂
C．m₁一定等于m₂         D．m₁ 可能大于m₂

（6分）下圖每一個字母代表一種反應物或生成物。已知在常溫下A是固體，B、C、E、F、G均為氣態(tài)化合物，其中B、E為氣態(tài)氫化物，X為空氣中的常見成分之一。根據(jù)下列反應框圖填空（有些反應條件已略去）。

（1）工業(yè)上C→D的設(shè)備名稱是             ；

（2）當小心加熱H與E化合生成的物質(zhì)時，分解得到一種與CO₂具有相同原子數(shù)目和相同電子數(shù)目的氣體，同時還有一種無色無味的液體生成。試寫出相應的化學方程式

_______                 ___ ；

（3）I的濃溶液有許多重要的性質(zhì)，在與含有水分的蔗糖作用過程中不能顯示的性質(zhì)是            ；

A．酸性        B．脫水性        C．強氧化性        D．吸水性

（4）在鐵和銅的混合物中，加入一定量的H的稀溶液，充分反應后剩余m₁ g金屬，再向其中加入一定量的I的稀溶液，充分振蕩后，剩余m₂ g金屬，則m₁ 與m₂之間的關(guān)系是           。

A．m₁ 一定大于m₂         B．m₁ 可能等于m₂

C．m₁ 一定等于m₂         D．m₁ 可能大于m₂

如圖每一個字母代表一種反應物或生成物．已知在常溫下A是固體，B、C、E、F、G均為氣態(tài)化合物，其中B、E為氣態(tài)氫化物，X為空氣中的常見成分之一．根據(jù)下列反應框圖填空（有些反應條件已略去）．
（1）工業(yè)上C→D的設(shè)備名稱是______；
（2）當小心加熱H與E化合生成的物質(zhì)時，分解得到一種與CO₂具有相同原子數(shù)目和相同電子數(shù)目的氣體，同時還有一種無色無味的液體生成．試寫出相應的化學方程式______；
（3）I的濃溶液有許多重要的性質(zhì)，在與含有水分的蔗糖作用過程中不能顯示的性質(zhì)是______；
A．酸性　　　　B．脫水性　　　　C．強氧化性　　　　D．吸水性
（4）在鐵和銅的混合物中，加入一定量的H的稀溶液，充分反應后剩余m₁ g金屬，再向其中加入一定量的I的稀溶液，充分振蕩后，剩余m₂ g金屬，則m₁與m₂之間的關(guān)系是______．
A．m₁ 一定大于m₂　　　　B．m₁可能等于m₂
C．m₁ 一定等于m₂　　　　D．m₁可能大于m₂．