Question

（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

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，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250℃

（从上表中选择）．
（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．
①该电池正极通入的物质为

氧气

．
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为

2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O

．

Answer 1

分析：（1）①“原子经济”原则是：原子经济性是绿色化学以及化学反应的一个专有名词．绿色化学的“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依据平衡常数随温度变化分析，结合平衡移动原理分析热量变化；
③依据化学平衡的三段式列式计算，依据转化率概念计算得到；根据浓度计算出平衡常数，再判断温度；
（2）①根据原电池反应原理进行判断；
②燃料电池的正极反应是氧气得电子的过程，总反应是燃料的燃烧反应．

解答：解：（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；
分析反应可知反应Ⅰ符合，
故答案为：Ⅰ；
②依据图表数据分析，随温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向放热反应；
故答案为：＜；
③按反应Ⅰ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） 1.6    3.2         1.6
平衡量（mol） 0.4    2.8         1.6
CO的转化率=

1.6mol

2mol

×100%=80%，
此时的平衡常数为：K=

1.6 2

( 0.4 2 )?( 2.8 2 )2

≈2.041，所以温度为250℃，
故答案为：80%；250℃；
（2）①原电池中，正极达到电子，被还原，所以正极通入的是氧气，故答案为：氧气；
②所有燃料电池的总反应是燃料的燃烧反应，溶液的pH减小，说明电解质氢氧化钾被消耗，即2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O．

点评：本题考查了化学平衡的有关计算、电解池原理等知识点，本题是一道综合知识题目，考查的角度较广，难度很大．