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。
（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 H2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）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始量（mol） 2 6 0
变化量（mol）1.6 3.2 1.6
平衡量（mol） 0.4 2.8 1.6
CO的反应速率=
| ||
| 4min |
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）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），反应的平衡常数K=
| c(H2O)c(CH3OH) |
| c(CO2)c3(H2) |
为了加快反应Ⅱ的反应速率，并且提高H2的转化率；
a．增大CO2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H2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=
| c(H2O)c(CH3OH) |
| c(CO2)c3(H2) |
（3）反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
依据盖斯定律反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2；
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）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2 、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：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
故答案为：负，CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（5）用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，每消耗0.2mol CH3OH，转移电子1.2mol，阴极电极反应为2H++2e-=H2↑，产生标况下气体的体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；
故答案为：13.44．
| （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 ↑ |
B．增大氢气的量，促进二氧化碳的转化，则提高H2与CO2的物质的量之比，可提高CO2的转化率，故B正确；
C．分离出甲醇，反应正向移动，甲醇的产率增大，故C错误；
D．恒容条件下充入He（g），各物质的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，转化率不变，故D错误；
故选B．
| （1）化合反应的原子利用率最高，为100%，故答案为：Ⅰ； （2）甲醇燃烧的反应原理是：正极反应一定是氧气得电子的过程，在碱性环境下，得到氢氧根离子，即O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ，故答案为：O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ； ②所有燃料电池的总反应是燃料的燃烧反应，溶液的pH减小，说明电解质氢氧化钾被消耗，即2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O，故答案为：2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O； （3）①0～5min这段时间所消耗的甲烷的浓度为0.5mol/L，根据热化学方程式CH 4 （g）+H 2 O（g）
CO（g）+3H 2 （g），△H═+206kJ/mol的含义，所以消耗的甲烷的浓度为0.5mol/L时，吸收的热量为：
②进行到5min钟时，甲烷的浓度为0.5mol/L，所以水蒸气以及一氧化碳的浓度为0.5mol/L，氢气的为1.5mol/L，据K=
③当反应进行到8min时，甲烷的浓度减小，所以是增加了水蒸气的量，设加入的水蒸气的量为x，则： CH 4 （g）+H 2 O（g）
CO（g）+3H 2 （g） 初始浓度：1 1 0 0 变化浓度：0.75 0.75 0.75 2.25 8min钟末浓度：0.25 1+x-0.75 0.75 2.25 则Qc=
解得x=4.8125，所以8min时c（H 2 O）=4.8125+0.25=5.0625≈5.1（mol/L）． 故答案为：5.1． |
（1）①反应CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（g）的平衡常数K=
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，CH 3 OH分解的速率和CH 3 OH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、H 2 和CH 3 OH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 CH 3 OH，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）+2H 2 （g）?CH 3 OH（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：T 2 ＞T 1 ，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，T 2 ＞T 1 ，反之越大，所以K 1 ＞K 2 ，故答案为：＞； ③A、若容器容积不变，升高温度，反应CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（g）平衡逆向移动，甲醇产率降低，故A错误； B、将CH 3 OH（g）从体系中分离，反应CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（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：CH 3 OH；O 2 ； 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：O 2 +4e - +4H + =2H 2 O，故答案为：O 2 +4e - +4H + =2H 2 O； ③当6.4g即0.2mol甲醇完全反应生成CO 2 时，根据总反应：2CH 3 OH+3O 2 =2CO 2 +4H 2 O，消耗氧气0.3mol，转移电子1.2mol，即个数为1.2N A ，故答案为：1.2N A ． |
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。
| c(CH3OH) |
| c(CO)?c2(H2) |
| c(CH3OH) |
| c(CO)?c2(H2) |
（2）①由图1可知，T2先达到平衡，温度T1＜T2，平衡时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故该反应正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
②增加甲醇产率，即化学平衡正向移动，则：
A．该反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，甲醇产率降低，故A不符合；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡正向移动，可提高甲醇的产率，故B符合；
C．使用合适的催化剂，对化学平衡移动无影响，不能提高甲醇产率，故C不符合；
D．充入He，使体系总压强增大，反应体系中物质的浓度不变，平衡不移动，不能提高产率，故D不符合；
故答案为：B；
（3）①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1，
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1，
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1，
根据盖斯定律可知，则
| ①?②+③×4 |
| 2 |
| (?a)?(?b)+(?c)×4 |
| 2 |
| b?a?4c |
| 2 |
故答案为：
| b?a?4c |
| 2 |
