Question

13．能短缺是人类社会面临的重大问题，世界各国都在努力寻找新能，探求绿色能的开发．甲醇是一种可再生能，是一种污染性较小，热值较大的能，因而具有广泛的开发价值和良好的应用前景．
（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（填“I’’或“Ⅱ”）．
②反应I△H₁＜0（填“＞”、“=”或“＜”），说明生成物的总能量一定＜（填“＞”、“=”或“＜”）应物的总能量．
③反应Ⅱ‘反应历程如图1，回答下列问题；在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁、E₂和△H₂的变化是：E₁，减小、E₂减小、△H₂不变（填“增大”“减小”“不变”）．
（2）最新研制的一种新型甲醇（CH₃OH）电池示意图如图2，电池的两极分别充人甲醇和氧气（池内为酸性介质）．
（3）则电池工作时b（填a或b）为正极，
（4）a极的电极反应式为CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

Answer 1

分析 （1）①“原子经济”是指在化学品合成过程中，所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；
②反应I△H₁＜0，说明反应是放热反应，结合能量守恒判断能量大小；
③根据催化剂的作用分析，催化剂改变反应速率，降低反应的活化能，不改变化学平衡，反应焓变和起始和终了物质能量有关，与变化过程无关；
（3）电解池与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极；
（4）根据甲醇燃料电池的原理分析，燃料在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，酸性介质中生成水．

解答 解：（1）①“原子经济”是指在化学品合成过程中，所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中，分析反应可知，反应Ⅰ符合“原子经济”，
故答案为：Ⅰ；
②反应Ⅰ△H₁＜0，说明反应是放热反应，则生成物的总能量一定小于反应物的总能量，
故答案为：＜；
③在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，降低了活化能，E₁、E₂都减小，反应焓变和起始和终了物质能量有关，与变化过程无关反应热不变，
故答案为：减小；减小；不变；
（3）甲醇电池中，通入氧气的b电极为正极，通入甲醇的一极为负极，
故答案为：b；
（4）在酸性介质下，甲醇放电生成CO₂，电极方程式为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
故答案为：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

点评 本题考查了反应热、化学平衡影响因素、催化剂原理及燃料电池等，难度不大，注意掌握电解池和原电池原理的应用．