一种新型燃料电池,它是用两根金属做电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通甲烷和氧气,其电池反应为

31、CO和CO2都可以合成甲醇：CO+2H2→CH3OH；CO2+3H2→CH3OH+H2O，CO、CO2和H2可通过下列反应制备：①CH4+H2O(g) →CO+3H2 ；②CO+H2O(g) →CO2+H2；反应①的产物合成甲醇时H2过量，反应②的的产物合成甲醇时H2不足。为了充分利用原料，可将两个反应的产物混合使用。 （1）以CH4、CO、H2O混合气体为原料气，在一定条件下充分反应，所得气体以合成甲醇，为使原子的利用率达到最高，则CH4、CO、H2O的最佳配比为 。 （2）若以100L CH4和H2O的混合气体为原料，制备CO、CO2和H2混合气体，当CH4和H2O均完全反应后，在相同条件下反应后气体的体积为 L（写范围）。 （3）若以100L CH4和H2O的混合气体，充分反应后，测得同温同压下气体的体积为180L，求原混合气体中CH4和H2O的体积比为 。 （4）在100L CH4和H2O的混合气体中，CH4所占的体积分数为x，反应后气体的体 积为y（L），求：x的取值范围和气体产物的体积y（用含x的函数表达式） 答案是： （1）2：1：2， （2）166.7L≦v≦ 200L， （3）2:3， （4）①H2O少量，1/2

为解题方便，将反应方程式编号如下： ①CH4+H2O(g) →CO+3H2 ； ②CO+H2O(g) →CO2+H2； ③CO+2H2→CH3OH； ④CO2+3H2→CH3OH+H2O 1。 以CH4、CO、H2O混合气体为原料气，反应物完全反应时院子利用率最高（100%）。观察方程式，①+③得 CH4+H2O →H2+CH3OH；如生成的H2与CO完全反应生成甲醇（方程式③），则反应物全部消耗，转化率最高。 因此CH4、CO、H2O的最佳配比为2：1: 2 。 2。制备CO、CO2和H2混合气体，因此不考虑甲醇的生成。CH4和H2O的完全反应有如下： ①CH4+H2O(g) →CO...全部

  为解题方便，将反应方程式编号如下： ①CH4+H2O(g) →CO+3H2 ； ②CO+H2O(g) →CO2+H2； ③CO+2H2→CH3OH； ④CO2+3H2→CH3OH+H2O 1。
  以CH4、CO、H2O混合气体为原料气，反应物完全反应时院子利用率最高（100%）。观察方程式，①+③得 CH4+H2O →H2+CH3OH；如生成的H2与CO完全反应生成甲醇（方程式③），则反应物全部消耗，转化率最高。
  因此CH4、CO、H2O的最佳配比为2：1: 2 。 2。制备CO、CO2和H2混合气体，因此不考虑甲醇的生成。CH4和H2O的完全反应有如下： ①CH4+H2O(g) →CO+3H2 ； ⑤CH4+2H2O(g) →CO2+4H2 （反应①+②） 这两个为极端条件下的反应，因此得到的数值即为所求范围。
   对于①，完全反应要求V（CH4）=V（H2O）=50L,反应后气体体积V=4*V（CH4）=200L; 对于⑤，完全反应要求V（CH4）=1/2*V（H2O）=33。3L，反应后气体体积V=5*V（CH4）=166。
  7L。 因此生成气体的体积范围为166。7L≦v≦ 200L。 3。由生成体积在166。7L≦v≦ 200L之间，可知同时发生反应①与⑤。观察反应①与⑤可发现反应前后总体积差均为2，即V（CH4）~2(△V)，△V==180-100=80,故V（CH4）=40L，V（H2O）=60L，V（CH4）：V（H2O）=2:3。
   [此解法不对，因为不一定是CH4完全反应，解完第四题我才发现的。保留给你参考，不想浪费我的成果。这一题留到解完第四题再作答] 4。分三类，H2O少量只发生反应①，H2O过量只发生反应⑤，H2O与CH4均完全反应同时发生①与⑤。
  按完全反应的反应物可以计算出V，详细步骤省略。 将第三题的V=180L，代入第四题的结果中，得到x=0。4,0。6均满足要求。因此原混合气体中CH4和H2O的体积比为2:3或3:2。 PS:这一题有点麻烦，你不搞点积分奖励很难有人回答的，希望你下次注意。
  同时，祝你学习进步！ 。收起