能源短缺是人类社会面临的重大问题\(\rm{.}\)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
\(\rm{(1)}\)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应\(\rm{I}\):\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)⇌CH_{3}OH(g)\triangle H_{1}}\)
反应\(\rm{II}\):\(\rm{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)\triangle H_{2}}\)
\(\rm{①}\)上述反应符合“原子经济”原则的是 ______ \(\rm{(}\)填“\(\rm{I}\)”或“Ⅱ”\(\rm{)}\).
\(\rm{②}\)下表所列数据是反应\(\rm{I}\)在不同温度下的化学平衡常数\(\rm{(K)}\).
温度 | \(\rm{250℃}\) | \(\rm{300℃}\) | \(\rm{350℃}\) |
\(\rm{K}\) | \(\rm{2.041}\) | \(\rm{0.270}\) | \(\rm{0.012}\) |
由表中数据判断\(\rm{\triangle H_{1}}\) ______ \(\rm{0}\) \(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{=}\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\).
\(\rm{③}\)某温度下,将\(\rm{2mol}\) \(\rm{CO}\)和\(\rm{6mol}\) \(\rm{H_{2}}\)充入\(\rm{2L}\)的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得\(\rm{c(CH_{3}OH)=0.8mol/L}\),则\(\rm{CO}\)的转化率为 ______ ,此时的温度为 ______ \(\rm{(}\)从上表中选择\(\rm{)}\).
\(\rm{④}\)恒温、恒容时,下列情况不能说明反应\(\rm{I}\)已经达到化学平衡状态的是 ______ .
\(\rm{a}\)、容器各物质的浓度保持不变; \(\rm{b}\)、容器内压强保持不变;
\(\rm{c}\)、\(\rm{υ(CO)}\)消耗\(\rm{═1/2υ(H_{2})}\)生成 \(\rm{d}\)、容器内的密度保持不变
\(\rm{(2)25℃}\)、\(\rm{101kPa}\)时,燃烧\(\rm{16g}\)液体甲醇生成\(\rm{CO_{2}}\)和\(\rm{H_{2}O(l)}\),放出的热量为\(\rm{363.26kJ}\),写出甲醇燃烧的热化学方程式: ______ .
\(\rm{(3)}\)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计一个燃料电池电解\(\rm{Na_{2}SO_{4}}\)溶液\(\rm{(}\)图如下\(\rm{).}\)请根据图示回答下列问题:
\(\rm{①}\)通入甲醇蒸气的电极应为 ______ 极\(\rm{(}\)填写“正”或“负”\(\rm{)}\),该电极上发生的电极反应是 ______ \(\rm{(}\)填字母代号\(\rm{)}\).
\(\rm{a.2CH_{3}OH-12e^{-}+3O_{2}═2CO_{2}+4H_{2}O}\)
\(\rm{b.CH_{3}}\) \(\rm{OH-6e^{-}+8OH^{-}═CO_{3}^{2-}+6H_{2}O}\)
\(\rm{c.O_{2}+2H_{2}O+4e^{-}═4OH^{-}}\)
\(\rm{d.O_{2}-4e^{-}+4H^{+}═2H_{2}O}\)
\(\rm{②}\)写出电极\(\rm{A}\)的名称 ______ \(\rm{.}\)写出\(\rm{B}\)电极的电极反应式 ______ .
\(\rm{③}\)当碱性甲醇燃料电池消耗\(\rm{3.36L}\) 氧气时\(\rm{(}\)折合为标准状况\(\rm{)}\),理论上电解\(\rm{Na_{2}SO_{4}}\)溶液生成气体的总物质的量是 ______ .