Question

能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題，世界各國(guó)都在努力尋找新能源，探求綠色能源的開(kāi)發(fā)。甲醇是一種可再生能源，是一種污染性較小，熱值較大的能源，因而具有廣泛的開(kāi)發(fā)價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)I：
反應(yīng)Ⅱ：
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是_________（填“I’’或“Ⅱ”)。
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)I在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)

由表中數(shù)據(jù)判斷△H₁_________0（填“>”、“=”或“<”)，說(shuō)明生成物的總能量一定_______（填“>”、“=”或“<”)反應(yīng)物的總能量。
③反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)歷程如下圖，回答下列問(wèn)題；在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E₁、E₂和△H₂的變化是：E₁_________、E₂_________、△H₂_________（填“增大”“減小”“不變”）。

（2）最新研制的一種新型甲醇電池示意圖如圖，電池的兩極分別充人甲醇和氧氣（池內(nèi)為酸性介質(zhì)）。則電池工作時(shí)____________（填a或b）為正極，a極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。

Answer 1

（1）①Ⅰ ②＜ ＜ ③減小 減小 不變（2）b  CH₃OH+H₂O—6e^—=CO₂+6H⁺。

試題分析：（1）①原子經(jīng)濟(jì)性原則是指原子利用率高，Ⅰ是化合反應(yīng)，原子利用率高達(dá)100%，答案為：Ⅰ；②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出，溫度越高平衡常數(shù)越小，可以確定該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H₁＜0，說(shuō)明生成物的總能量一定小于反應(yīng)物的總能量；③使用催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的始終態(tài)，不能改變反應(yīng)的焓變，答案為：減小、減小、不變；（2）在燃料電池中，正極是通入氧氣的電極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，答案為：b；a極為通入甲醇的電極，電極反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O—6e^—=CO₂+6H⁺。