Question

(10分)能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應I： CO(g)＋2H₂(g)   CH₃OH(g) ΔH₁
反應II：CO₂(g)＋3H₂(g)   CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₂
①上述反應符合“原子經濟”原則的是         （填“I”或“Ⅱ”）。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應I在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH₁       0（填“＞”、“＝”或“＜”）。     
③某溫度下，將2molCO和6molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(CO)＝0.2mol／L，則CO的轉化率為          。
（2）某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應原理，設計如圖所示的電池裝置。

① 該電池正極的電極反應為                          。
②工作一段時間后，測得溶液的pH減小，該電池總反應的離子方程式為                                                    。

Answer 1

（1）① I ②＜③ 80%
（2）① O₂ +2H₂O +4e^- = 4OH^- ② 2CH₃OH +3O₂ +4OH^-= 2CO₃^2- + 6H₂O

（1）①根據(jù)反應式可知，反應I中反應物全部進入甲醇中，所以符合原子經濟性原則。
②根據(jù)數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，因此正反應是放熱反應。
③平衡時CO是0.2mol／L×2L＝0.4mol，則消耗CO是2mol－0.4mol＝1.6mol，所以CO的轉化率是1.6÷2.0×100％＝80％。
（2）①原電池中正極是得到電子的，所以氧氣在正極通入，則正極反應式為O₂ +2H₂O +4e^- = 4OH^-。
②負極失去電子，即甲醇在負極通入，甲醇的氧化產物是碳酸鉀，所以總反應式為2CH₃OH +3O₂ +4OH^-= 2CO₃^2- + 6H₂O。