Question

13．能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)原理為：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H，
下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷△H＜0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
②在300℃時(shí)，將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，此時(shí)反應(yīng)將A．
A．向正方向移動(dòng)   B．向逆方向移動(dòng)   C．處于平衡狀態(tài)   D．無(wú)法判斷
（2）以甲醇、氧氣為原料，KOH溶液作為電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，則正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行溶液的pH減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析，溫度越高平衡常數(shù)越小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行；
②依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；
（2）原電池中負(fù)極上燃料失電子，堿性條件下，CH₃OH反應(yīng)生成碳酸根離子；根據(jù)電極反應(yīng)判斷氫氧根離子濃度的變化．

解答 解：（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：＜；
②、將2mol CO、3mol H₂和2mol CH₃OH充入容積為1L的密閉容器中，此時(shí)的濃度商Qc=$\frac{2}{2×{3}^{2}}$=$\frac{1}{9}$，小于0.27，故反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故選：A；
（2）原電池放電時(shí)，甲醇失電子被氧化，應(yīng)為電池負(fù)極反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O；已知電池總反應(yīng)為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，正極電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電池在放電過(guò)程中消耗氫氧根離子，所以溶液的pH減�。�
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；減小．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較大，涉及化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)的熱效應(yīng)、原電池與電解池工作原理及計(jì)算等，難度中等，注意原電池書(shū)寫(xiě)．