甲醇为什么是可再生能源？
虽然化石燃料是不可再生资源，但甲醇是可以通过工业条件人工合成的。不可再生能源是指可以从自然界直接获取的能源。重点字是直接，所以不能因为化石能源为不可再生能源，就判断生成的甲醇就为不可再生的。
由于甲醇用完之后，还可以再生产。
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为：
H2 + CO → CH3OH
合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。
| （1）①图表分析判断，平衡常数随温度升高减小，平衡逆向进行，正反应是放热反应，△H＜0； 故答案为：＜； ②某温度下，将2mol CO和6mol H 2 充入2L密闭容器中充分反应，4分钟后反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.4mol，依据化学平衡三段式列式计算； CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（g） 起始量（mol） 2 6 0 变化量（mol）1.63.2 1.6 平衡量（mol） 0.42.8 1.6 CO的反应速率=
平衡状态气体压强和起始压强之比等于气体物质的量之比P（平衡）：P（起始）=（0.4+2.8+1.6）：（2+6）=4.8：8=0.6； 故答案为：0.2mol/（L?min），0.6； （2）CO 2 （g）+3H 2 （g）?CH 3 OH（g）+H 2 O（g），反应的平衡常数K=
为了加快反应Ⅱ的反应速率，并且提高H 2 的转化率； a．增大CO 2 的浓度，增大氢气的转化率，平衡正向进行，反应速率加快，故a符合； b．增大H 2 的浓度，平衡正向进行，反应速率增大，氢气的转化率减小，故b不符合； c．增大压强，反应速率增大，平衡正向进行，氢气转化率增大，故c符合； d．加入催化剂改变化学反应速率不改变化学平衡，氢气转化率不变，故d不符合； 故答案为：K=
（3）反应Ⅰ：CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（g）△H 1 反应Ⅱ：CO 2 （g）+3H 2 （g）?CH 3 OH（g）+H 2 O（g）△H 2 依据盖斯定律反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO（g）+H 2 O（g）=CO 2 （g）+H 2 （g）△H=△H 1 -△H 2 ； 图表中数据保持氢气初始浓度不变，一氧化碳浓度增大一倍，达到平衡所需时间缩短4分钟，所以分析判断n=4min； 故答案为：CO（g）+H 2 O（g）=CO 2 （g）+H 2 （g）△H=△H 1 -△H 2 、4； （4）甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池，燃料电池中燃料在原电池负极发生氧化反应，甲醇失电子在碱溶液中生成碳酸钾，该电池中甲醇发生反应的一极为负极，电极反应为：CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O； 故答案为：负，CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O； （5）用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O，每消耗0.2mol CH 3 OH，转移电子1.2mol，阴极电极反应为2H + +2e - =H 2 ↑，产生标况下气体的体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L； 故答案为：13.44． |
| c(CH3OH) |
| c(CO)?c(H2)2 |
| c(CH3OH) |
| c(CO)?c(H2)2 |
②A．由方程式可以看出，反应前后气体的物质的量不相等，只有达到平衡状态，容器压强不发生变化，能判断反应达到平衡状态，故A错误；
B．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等，即正逆反应速率相等，所以能判断反应达到平衡状态，故B错误；
C、一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变是平衡的标志，故C错误；
D、一定条件下，单位时间内消耗2molCO，同时生成1mol CH3OH，只能表明正反应速率，不能表示正逆反应速率相等，故D正确．
故选D．
（2）①反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）中，反应向右进行，一氧化碳的转化率增大，温度升高，化学平衡向着吸热方向进行，根据图中的信息可以知道：T2＞T1，所以该反应是放热反应，故答案为：＜；
②对于放热反应，温度越高，化学平衡常数越小，T2＞T1，反之越大，所以K1＞K2，故答案为：＞；
③A、若容器容积不变，升高温度，反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）平衡逆向移动，甲醇产率降低，故A错误；
B、将CH3OH（g）从体系中分离，反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）平衡正向移动，甲醇产率增大，故B正确；
C、使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动，甲醇的转化率不变，故C错误；
D、若容器容积不变，充入He，使体系总压强增大，单质各组分的浓度不变，化学平衡不移动，甲醇的转化率不变，故D错误；
故选B；
（3）①在甲醇燃料电池中，燃料甲醇作负极，氧气作正极，电解质中的阳离子移向正极，所以c口通入的物质为氧气，b口通入的物质为甲醇，故答案为：CH3OH；O2；
②该电池正极是氧气发生得电子的还原反应，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；
③当6.4g即0.2mol甲醇完全反应生成CO2时，根据总反应：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，消耗氧气0.3mol，转移电子1.2mol，即个数为1.2NA，故答案为：1.2NA．
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
故答案为：
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
（2）将1mol的H2 和 1mol 的 CO充入 1L 恒容密闭反应器中，达到平衡后，容器内的压强为开始时的60%，设一氧化碳反应物质的量x
2H2（g）+CO（g）═CH3OH（g）
起始量（mol） 1 1 0
变化量（mol） 2x x x
平衡量（mol） 1-2x 1-x x
1-2x+1-x+x=（1+1）×60%
x=0.4mol，
CO的平衡转化率=
| 0.4mol |
| 1mol |
答：CO的平衡转化率为40%；
（3）在其他条件不变的情况下，将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
A、将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
B、将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
C、将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
D、将容器的容积压缩到原来的
| 1 |
| 2 |
故答案为：CD；
（4）由表中数据可知温度降低，化学反应速率减小，平衡正向移动，H2的转化率增大；温度升高，化学反应速率增大，平衡逆向移动，H2的转化率减小，则350℃时H2的转化率随时间的变化示意图为，故答案为：．
| （1） ① I ② < ③ 0．6 （2）442．8 KJ （3）CH 3 OH+8OH - -6e - = CO 3 2- +6H 2 O0．3N A 负极 |
| 试题分析：（1）原子经济就是反应物的原子全部转化为生成物。选择反应I的化合反应。由图可知：T 2 >T 1 。升高温度甲醇的物质的量减少，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理：升高温度化学平衡向吸热反应方向移动。即逆反应方向是吸热反应，所以正反应是放热反应。故△H 2 <0．③反应开始时C（CO 2 ）="1mol/L," C(H 2 )=3mol/L由于达到平衡后，测得c(CO 2 )= 0．2 mol/L，CO 2 改变浓度是0．8mol/L,所以H 2 改变浓度为2．4mol/L． H 2 平衡浓度为0．6mol/L．产生的甲醇、水蒸汽的浓度都是0．8mol/L．平衡时总浓度是2．4mol/L,而开始时总浓度是4mol/L。所以这时的压强是开始的2．4mol/L÷4mol/L=0．6倍。（2）①-②+③×4得：2CH 3 OH(l) + 2O 2 (g) =" 2CO" (g) + 4H 2 O(l) ΔH =-1275．6 kJ/molΔH =-885．6 kJ/mol。所以产生1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442．8 KJ．（3）甲醇燃料电池的负极是通入甲醇的电极，电极反应为CH 3 OH+8OH - -6e - = CO 3 2- +6H 2 O。每摩尔的甲醇反应转移电子9摩尔。消耗甲醇1．6克时，n(CH 3 OH)=1．6g÷32g/mol=0．05mol,所以转移电子0．3 N A 。 ③若以此燃料电池为铅蓄电池充电，则应将图中右侧电极连接蓄电池的负极。 |
| （1）d （2）①<；②>；③b （3）①O 2 +4e - +4H + =2H 2 O；②1.2 （4）Al-3e - =Al 3+ ；Al 3+ +3HCO 3 - =Al(OH) 3 ↓+3CO 2 ↑ |
