Question

能源短缺是人類(lèi)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：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
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）

溫度	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

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“＜”）應(yīng)物的總能量．
③反應(yīng)Ⅱ‘反應(yīng)歷程如圖1，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2，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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專(zhuān)題：

分析：（1）①“原子經(jīng)濟(jì)”是指在化學(xué)品合成過(guò)程中，所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；
②依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，據(jù)此判斷；
③根據(jù)催化劑的作用分析；
（2）根據(jù)甲醇燃料電池的原理分析．

解答： 解：（1）①“原子經(jīng)濟(jì)”是指在化學(xué)品合成過(guò)程中，所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中，分析反應(yīng)可知，反應(yīng)Ⅰ符合“原子經(jīng)濟(jì)”，
故答案為：Ⅰ；
②由表數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正向放熱反應(yīng)，即△H₁＜0；則生成物的總能量一定小于反應(yīng)物的總能量，
故答案為：＜；＜；
③在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，降低了活化能，E₁、E₂都減小，反應(yīng)熱不變；
故答案為：減��；減小；不變；
（2）甲醇電池中，通入氧氣的b電極為正極，通入甲醇的一極為負(fù)極，在酸性介質(zhì)下，甲醇放電生成CO2，電極方程式為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
故答案為：b；CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)熱、化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用、催化劑及燃料電池等，難度不大，注意掌握平衡常數(shù)應(yīng)用．