能源短缺是人类面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景．(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2①上述反应符合“原子经济原则的是 .②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)I．由表中数据判断� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

能源短缺是人类面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁
反应Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），
②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数（K）
I．由表中数据判断△H₂

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
Ⅱ．若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是

（填序号）．
A．升高温度 B．将CH₃OH（g）从体系中分离出来 C．使用合适的催化剂
D．充入He，使体系总压强增大 E．按原比例再充入CO和H₂
Ⅲ．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol?L^-1，则CO的转化率为

，此时的温度为

（从上表中选择）；

（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的原电池装置．
①该电池工作时，OH^-向

极移动（填“正”或“负”），
②该电池正极的电极反应式为

．

分析：（1）①“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；
②Ⅰ、反应物总能量大于生成物总能量时，该反应为放热反应；
Ⅱ、措施可增加甲醇产率，即平衡正移，根据影响平衡的因素分析；
Ⅲ、根据一氧化碳的平衡浓度计算平衡时一氧化碳的物质的量，再根据转化率公式计算其转化率，根据平衡浓度计算K，再判断温度；
（2）①原电池工作是阴离子向负极移动；
②负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，据此写出电池反应式．

解答：解：（1）①根据原子经济知，Ⅱ没有副产物，符合原子经济理念，中有副产物，不符合原子经济理念，
故答案为：Ⅱ；
②Ⅰ、根据图象知，反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，则△H₁＜0，
故答案为：＜；
Ⅱ、A．升高温度，平衡逆移，甲醇产率降低，故错误；
B．将CH₃OH（g）从体系中分离出来，平衡正移，甲醇产率增大，故正确；
C．使用合适的催化剂，平衡不移动，故错误；
D．充入He，使体系总压强增大，平衡不移动，故错误；
E．按原比例再充入CO和H₂，增大了压强平衡正移，甲醇产率增大，故正确；
故答案为：BE；
Ⅲ、按反应II充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，物质的量为0.4mol；
                CO （g）+2H₂ （g）?CH₃OH （g）
起始量（mol）     2        6          0
变化量（mol）    x        2x         x
平衡量（mol）    2-x      6-2x         x
平衡时一氧化碳的物质的量：2-x=0.4mol，所以x=1.6mol
平衡时各物质的浓度：c（CO）=0.2mol/L×2L=0.4mol，c（H₂）=

6-2×1.6

=1.4mol/L，c（CH₃OH）=

1.6

=0.8mol/L；
一氧化碳的转化率=

(2-0.4)mol

2mol

=80%，K=

0.8mol/L

0.2mol/L×(1.4mol/L)2

=2.041，由表格可知温度为250℃；
故答案为：80%；250℃；
（2）①原电池工作是阴离子向负极移动，所以OH^-向负极移动，
故答案为：负；
②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以其电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

点评：本题考查了原电池原理、化学平衡移动等知识点，注意燃料电池中正负极上发生的电极反应式，题目难度中等．