题目内容
（2013?武清区三模）能源短缺是人类社会面临的重大问题．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：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
反应II：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是
I
I
（填“I”或“Ⅱ”）．②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）．
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
＜
＜
0 （填“＞”、“=”或“＜”）．③某温度下，将1mol CO和3mol 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，则H2的转化率为
40%
40%
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
请计算1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水放出的热量为
442.8kJ
442.8kJ
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示 的电池装置．
①该电池正极的电极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
②工作一段时间后，测得溶液的pH
减小
减小
，该电池总反应的化学方程式为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
．分析：（1）①原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，不产生副产物，实现零排放，化合反应、加成反应和加聚反应符合要求；
②升高温度，可逆反应向吸热反应方向移动，根据平衡常数与温度变化关系确定焓变；
③先求出平衡时氢气反应的物质的量，然后根据转化率=
×100%；
（2）根据盖斯定律，由于已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数，进行相应的计算；
（3）①原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，碱性条件下生成氢氧根离子；
②该原电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳与水，二氧化碳在与氢氧化钾反应生成碳酸钾与水，溶液的碱性减弱，据此书写；
②升高温度，可逆反应向吸热反应方向移动，根据平衡常数与温度变化关系确定焓变；
③先求出平衡时氢气反应的物质的量，然后根据转化率=
| n(CO)(反应) |
| n(CO)(反应开始) |
（2）根据盖斯定律，由于已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数，进行相应的计算；
（3）①原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，碱性条件下生成氢氧根离子；
②该原电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳与水，二氧化碳在与氢氧化钾反应生成碳酸钾与水，溶液的碱性减弱，据此书写；
解答：解：（1）反应I为化合反应，原子利用率为100%，故选：I；
②表中数据分析可知随温度升高，平衡常数K减小，说明温度升高，平衡逆向进行，所以正向是放热反应，△H1＜0，故答案为：＜；
③平衡时一氧化碳的物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol，则反应的一氧化碳的物质的量为：0.6mol，反应的一氧化碳的物质的量为：1.2mol，转化率=
×100%=
×100%=40%，故答案为：40%；
（2）已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
由盖斯定律，①-②+③×4得2CH3OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6 kJ∕mol，
故：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJ∕mol，所以1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ，故答案为：442.8kJ；
（3）①原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，碱性条件下生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
②该原电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳与水，二氧化碳在与氢氧化钾反应生成碳酸钾与水，溶液的碱性减弱，PH减小，该原电池总的反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，故答案为：减小；2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；
②表中数据分析可知随温度升高，平衡常数K减小，说明温度升高，平衡逆向进行，所以正向是放热反应，△H1＜0，故答案为：＜；
③平衡时一氧化碳的物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol，则反应的一氧化碳的物质的量为：0.6mol，反应的一氧化碳的物质的量为：1.2mol，转化率=
| n(CO)(反应) |
| n(CO)(反应开始) |
| 1.2mol |
| 3mol |
（2）已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
由盖斯定律，①-②+③×4得2CH3OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+4H2O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6 kJ∕mol，
故：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJ∕mol，所以1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ，故答案为：442.8kJ；
（3）①原电池正极发生还原反应，氧气在正极放电，碱性条件下生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
②该原电池实质为甲醇燃烧生成二氧化碳与水，二氧化碳在与氢氧化钾反应生成碳酸钾与水，溶液的碱性减弱，PH减小，该原电池总的反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，故答案为：减小；2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O；
点评：本题考查热化学反应方程式的书写、原电池、氧化还原反应的有关计算等，难度中等．
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