Question

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应Ⅰ：C

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2①上述反应符合“原子经济”原则的是______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．②已知反应Ⅰ的能量变化如图1所示：由表中数据判断△H1______0 （填“＞”、“=”或“＜”）．③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为______（2）已知在常温常压下：①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol②2CO （g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol③H2O（g）═H2O（l）△H=-44.0kJ/mol请计算1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水放出的热量为______．（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图2所示的电池装置．①该电池正极的电极反应为______；②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为______．

Answer 1

（1）①根据原子经济知，Ⅰ没有副产物，符合原子经济理念，Ⅱ中有副产物，不符合原子经济理念，
故选Ⅰ；   
②根据图象知，反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，
则△H₁＜0，故答案为：＜；
③平衡时剩余一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的转化率=

(2?0.4)mol

2mol

×100%=80%，
故答案为：80%；      
（2）已知：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
由盖斯定律，①-②+③×4得：
2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6 kJ∕mol，
所以其热化学反应方程式为：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol，
则1mol甲醇不完全燃烧生成1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442.8kJ，
故答案为：442.8kJ；
（3）①正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以其电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
②负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以其电池反应式为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O，
故答案为：2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O．