Question

（13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，具有廣泛的開發和應用前景。
（1）工業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下表所列數據是反應I在不同溫度下的化學平衡常數（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

 
由表中數據判斷ΔH₁      0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。    
③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(CH₃OH)＝ 0.8 mol／L，則CO的轉化率為       ，此時的溫度為       （從上表中選擇）。
④恒溫、恒容時，下列情況不能說明反應I已經達到化學平衡狀態的是________________。
a、容器各物質的濃度保持不變；        b、容器內壓強保持不變；
c、υ(CO)消耗==1/2υ(H₂)生成　      d 、容器內的密度保持不變
（2）25℃、101kPa時，燃燒16g液體甲醇生成CO₂和H₂O(l)，放出的熱量為363.26kJ，寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：                         。
（3）某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理，設計一個燃料電池電解Na₂SO₄溶液(圖如下)。請根據圖示回答下列問題：

①通入甲醇蒸氣的電極應為       極（填寫“正”或“負”），   該電極上發生的電極反應是       （填字母代號）。
a.2CH₃OH —12 e^- +3O₂ === 2CO₂ + 4 H₂O 
b.CH₃OH—6 e^- + 8 OH^-  ="==" CO₃^2- + 6H₂O
c.O₂ + 2H₂O + 4 e^- ="==" 4OH^-  　　　　　
d.O₂— 4 e^- + 4H⁺ ="==" 2H₂O
②寫出電極A的名稱        。寫出B電極的電極反應式                       。
③當酸性甲醇燃料電池消耗3.36 L 氧氣時（折合為標準狀況），理論上電解Na₂SO₄溶液生成氣體的總物質的量是            。

Answer 1

（1）①Ⅰ  ②＜  ③80%；250℃  ④d
（2）CH₃OH(l)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)    △H=-726.52kJ/mol
（3）①負   b  ②陰極；4OH^-+4e=O₂↑+2H₂O   ③0.45mol

解析