Question

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．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“原子经济性”较高的是

 

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．
（2）右表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）．由表中数据判断△H1

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）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）．

温度	25℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

Answer 1

分析：（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；
（2）反应物总能量大于生成物总能量时，该反应为放热反应；
（3）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；列式三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到，再根据表格分析．

解答：解：（1）根据原子经济知，Ⅰ没有副产物，符合原子经济理念，Ⅱ中有副产物，不符合原子经济理念，故选Ⅰ；
（2）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：＜；
（3）平衡时剩余一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的转化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
                CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）  1      3            0
变化量（mol/L） 0.8     1.6         0.8
平衡量（mol/L） 0.2     1.4         0.8
K=

0.8

0.2×1．42

=2.041，对照图表数据判断温度为250℃，
故答案为：80%；250℃．

点评：本题考查“原子经济性”概念的理解、化学平衡常数、化学平衡计算、反应中能量的变化等，熟练掌握基础是关键，难度中等．