甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ：CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g） ΔH＝206.0 kJ·mol－1
Ⅱ：CO（g）＋2H2（g）＝CH3OH（g） ΔH＝－129.0 kJ·mol－1
（1）CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为______________________________________________________。
（2）将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O（g）通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应Ⅰ，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H2表示该反应的平均反应速率为________。
②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下，将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的
，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________（填字母序号）。
A．c（H2）减少
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH3OH 的物质的量增加
D．重新平衡c（H2）/c（CH3OH）减小E．平衡常数K增大
（4）写出甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式：__________________________________________________。
（5）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2＋氧化成Co3＋，然后以Co3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式____________________________。
②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________。
（1）CH4（g）＋H2O（g）=CH3OH（g）＋H2（g） ΔH＝77.0 kJ·mol－1
（2）①0.003 mol·L－1·min－1 ②2.25×10－4
（3）CD
（4）CH3OH－6e－＋8OH－=CO32-＋6H2O
（5）Co2＋－e－=Co3＋ 6Co3＋＋CH3OH＋H2O=CO2↑＋6Co2＋＋6H＋
（1）写热化学方程式，注意聚集状态，目标反应可由反应Ⅰ、Ⅱ相加得到，计算出反应热。（2）计算速率和平衡常数时要注意容积的体积。计算H2的速率，
方法一：v（H2）＝3v（CH4）＝3×
＝0.003 mol·L－1·min－1，
方法二：根据“三行式”
CH4（g）＋ H2Og= CO（g）＋3H2（g）
n（始）/mol 1.0 2.0 0 0
n（变）/mol 0.5 0.5 0.5 1.5
n（平）/mol 0.5 1.5 0.5 1.5
v（H2）＝
＝
＝0.003 mol·－1·min－1
K＝
＝
＝2.25×10－4
（3）体积压缩为原来的一半，则浓度变为原来的2倍，平衡的移动是个“减弱”的过程，浓度比原平衡大，A错误。压强增大，正逆反应速率均增大，B错误。压强增大，平衡向正反应方向移动，C、D正确。平衡常数只与温度有关，E错误。（4）负极上甲醇反应，KOH为电解质，产物为CO32-，“三步书写”。（5）阳极发生氧化反应，Co2＋生成Co3＋。Co3＋将甲醇氧化，生成Co2＋和CO2，注意溶液呈酸性。