Question

(10分)能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。
（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) ΔH₁
反應(yīng)II：CO₂(g)＋3H₂(g)   CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₂
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是         （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ΔH₁       0（填“＞”、“＝”或“＜”）。     
③某溫度下，將2molCO和6molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c(CO)＝0.2mol／L，則CO的轉(zhuǎn)化率為          。
（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 該電池正極的電極反應(yīng)為                          。
②工作一段時(shí)間后，測得溶液的pH減小，該電池總反應(yīng)的離子方程式為                                                    。

Answer 1

（1）① I ②＜③ 80%
（2）① O₂ +2H₂O +4e^- = 4OH^- ② 2CH₃OH +3O₂ +4OH^-= 2CO₃^2- + 6H₂O

（1）①根據(jù)反應(yīng)式可知，反應(yīng)I中反應(yīng)物全部進(jìn)入甲醇中，所以符合原子經(jīng)濟(jì)性原則。
②根據(jù)數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸減小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
③平衡時(shí)CO是0.2mol／L×2L＝0.4mol，則消耗CO是2mol－0.4mol＝1.6mol，所以CO的轉(zhuǎn)化率是1.6÷2.0×100％＝80％。
（2）①原電池中正極是得到電子的，所以氧氣在正極通入，則正極反應(yīng)式為O₂ +2H₂O +4e^- = 4OH^-。
②負(fù)極失去電子，即甲醇在負(fù)極通入，甲醇的氧化產(chǎn)物是碳酸鉀，所以總反應(yīng)式為2CH₃OH +3O₂ +4OH^-= 2CO₃^2- + 6H₂O。