Question

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

Ⅰ

（填“I”或“Ⅱ”）．
②下表所列數據是反應I在不同溫度下的化學平衡常數（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數據判斷△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，達到平衡后，測得
c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為

80%

，此時的溫度為

250℃

（從上表中選擇）．
（2）某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理，設計如圖所示的電池裝置．
①該電池正極通入的物質為

氧氣

．
②工作一段時間后，測得溶液的pH減小，該電池總反應的化學方程式為

2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O

．

Answer 1

分析：（1）①“原子經濟”原則是：原子經濟性是綠色化學以及化學反應的一個專有名詞．綠色化學的“原子經濟性”是指在化學品合成過程中，合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產物中；
②依據平衡常數隨溫度變化分析，結合平衡移動原理分析熱量變化；
③依據化學平衡的三段式列式計算，依據轉化率概念計算得到；根據濃度計算出平衡常數，再判斷溫度；
（2）①根據原電池反應原理進行判斷；
②燃料電池的正極反應是氧氣得電子的過程，總反應是燃料的燃燒反應．

解答：解：（1）①“原子經濟性”是指在化學品合成過程中，合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產物中；
分析反應可知反應Ⅰ符合，
故答案為：Ⅰ；
②依據圖表數據分析，隨溫度升高，平衡常數減小，說明平衡逆向進行，逆向是吸熱反應，正向放熱反應；
故答案為：＜；
③按反應Ⅰ充分反應達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，物質的量為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的轉化率=

1.6mol

2mol

×100%=80%，
此時的平衡常數為：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是燃料的燃燒反應，溶液的pH減小，說明電解質氫氧化鉀被消耗，即2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，
故答案為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O．

點評：本題考查了化學平衡的有關計算、電解池原理等知識點，本題是一道綜合知識題目，考查的角度較廣，難度很大．