Question

【題目】中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。

（1）有效減碳的手段之一是節(jié)能,下列制氫方法最節(jié)能的是 。

A.電解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑

B.高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2↑

C.太陽光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑

D.天然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2

（2）CO2可轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L 的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應:CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH=-49.0 kJ/mol,測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

從3 min到9 min,v（H2）= mol/（L·min）。

②能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是 （填編號）。

A.反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1（即圖中交叉點）

B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化

C.單位時間內消耗3 mol H2,同時生成1 mol H2O

D.CO2的體積分數在混合氣體中保持不變

（3）工業(yè)上,CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常數:

溫度/℃	0	100	200	300	400
平衡常數	667	13	1.9×1	2.4×1	1×1

下列說法正確的是 。

A.該反應正反應是放熱反應

B.該反應在升高溫度時,CH3OH（g）的體積分數減小,說明v正（CH3OH）減小,v逆（CH3OH）增大

C.在T ℃時,1 L密閉容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,達到平衡時,CO轉化率為50%,則此時的平衡常數為100

D.工業(yè)上采用稍高的壓強（5 Mpa）和250 ℃,是因為此條件下,原料氣轉化率最高

Answer 1

【答案】（1）C；（2）①0.125；②D；（3）AC。

【解析】

試題分析：（1）A、浪費大量電能，故錯誤；B、浪費能源，故錯誤；C、太陽能清潔能源，故正確；D、浪費大量的能源，故錯誤；(2)①根據化學反應速率定義，v(CO2)=(0.5－0.25)/6mol/(L·min)=0.0416 mol/(L·min)，根據化學速率之比等于化學計量數之比，v(H2) = 3v(CO2) = 0.125 mol/(L·min) ； ②A、3min后甲醇和CO2的濃度還在變化，說明沒有達到平衡，故錯誤；B、根據密度的定義，組分是氣體，氣體的質量不變，條件是恒容，體積不變，因此密度不變，不能說明達到平衡，故錯誤；C、反應方向都是向正反應方向進行，不能說明達到平衡，故錯誤；D、根據化學平衡狀態(tài)的定義，組分的濃度保持不變，說明達到平衡，故正確；(3)A、根據化學平衡常數的數據，隨著溫度的升高，化學平衡常數減小，說明反應向逆反應方向進行，正反應方向是放熱反應，故正確；B、升高溫度，正逆反應方向速率都增大，故錯誤；C、達到平衡時n(CO)=(0.1－0.1×50%)mol=0.05mol，n(H2)=0.1mol，n(CH3OH)=0.05mol，根據化學平衡常數的定義，K=0.05/(0.05×0.12)=100，故正確；D、平衡常數越大，說明反應越向正反應方向進行，轉化率越大，故錯誤。