Question

（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)I：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H₁
反應(yīng)II：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）；△H₂
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是

Ⅰ

（填“I”或“Ⅱ”）．
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)I在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷△H₁

＜

0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
③某溫度下，將2mol CO和6mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得
c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為

80%

，此時(shí)的溫度為

250℃

（從上表中選擇）．
（2）某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)如圖所示的電池裝置．
①該電池正極通入的物質(zhì)為

氧氣

．
②工作一段時(shí)間后，測(cè)得溶液的pH減小，該電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O

．

Answer 1

分析：（1）①“原子經(jīng)濟(jì)”原則是：原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)以及化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)專有名詞．綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟(jì)性”是指在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計(jì)成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；
②依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析熱量變化；
③依據(jù)化學(xué)平衡的三段式列式計(jì)算，依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到；根據(jù)濃度計(jì)算出平衡常數(shù)，再判斷溫度；
（2）①根據(jù)原電池反應(yīng)原理進(jìn)行判斷；
②燃料電池的正極反應(yīng)是氧氣得電子的過程，總反應(yīng)是燃料的燃燒反應(yīng)．

解答：解：（1）①“原子經(jīng)濟(jì)性”是指在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計(jì)成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；
分析反應(yīng)可知反應(yīng)Ⅰ符合，
故答案為：Ⅰ；
②依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正向放熱反應(yīng)；
故答案為：＜；
③按反應(yīng)Ⅰ充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，物質(zhì)的量為0.4mol；
             CO （g）+2H₂ （g）?CH₃OH （g）
起始量（mol） 2        6          0
變化量（mol） 1.6    3.2         1.6
平衡量（mol） 0.4    2.8         1.6
CO的轉(zhuǎn)化率=

1.6mol

2mol

×100%=80%，
此時(shí)的平衡常數(shù)為：K=

1.6 2

( 0.4 2 )?( 2.8 2 )2

≈2.041，所以溫度為250℃，
故答案為：80%；250℃；
（2）①原電池中，正極達(dá)到電子，被還原，所以正極通入的是氧氣，故答案為：氧氣；
②所有燃料電池的總反應(yīng)是燃料的燃燒反應(yīng)，溶液的pH減小，說明電解質(zhì)氫氧化鉀被消耗，即2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，
故答案為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、電解池原理等知識(shí)點(diǎn)，本題是一道綜合知識(shí)題目，考查的角度較廣，難度很大．