Question

合理利用資源，降低碳的排放，實施低碳經(jīng)濟是今后經(jīng)濟生活主流方向。

⑴下列措施不利于有效減少二氧化碳排放的是 。

A．植樹造林，保護森林，保護植被

B．加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣

C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高

D．倡導出行時多步行和騎自行車，建設現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運輸工具空駛率

⑵科學家致力于二氧化碳的“組合轉化”技術研究，如將CO2和H2以1∶4比例混合通入反應器，適當條件下反應可獲得一種能源。完成以下化學方程式：CO2＋4H2 ＋2H2O。

⑶CO2合成生產(chǎn)燃料甲醇（CH3OH）是碳減排的新方向。進行如下實驗：某溫度下在1 L的密閉容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，發(fā)生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)能判斷該反應已達化學反應限度標志的是 （填字母）。

A．CO2百分含量保持不變

B．容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1

C．容器中混合氣體的質量保持不變

D．CO2生成速率與CH3OH生成速率相等

現(xiàn)測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如左下圖所示。從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H2）= mol/（L·min）。

⑷CO在催化作用下也能生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；已知密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2，CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如右上圖所示。

①若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為VAL，則A、B兩點時容器中，n(A)總︰n(B)總= 。

⑸以KOH為電解質的甲醇燃料電池總反應為：2CH3OH+3O2+4KOH = 2K2CO3+6H2O，通入甲醇的電極為燃料電池的負極，正極發(fā)生的電極反應式為 。

 

Answer 1

⑴B ⑵CH4 ⑶AD 0.375 ⑷①大于 ② 5:4 ⑸ O2+2H2O+4e—=4OH—

【解析】

試題分析：（1）A、植樹造林，保護森林，保護植被，可以吸收CO2，減少CO2的排放，A正確；B、石油和煤等均是化石燃料，不可再生，因此加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣是不正確的，B不正確；C、推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高，有利于節(jié)能減排，C正確；D、倡導出行時多步行和騎自行車，建設現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運輸工具空駛率，有利于節(jié)能減排，D正確，答案選B。

（2）根據(jù)原子守恒可知，反應中另外一種生成物是甲烷，即CO2＋4H2CH4＋2H2O。

（3）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)，則A、CO2百分含量保持不變可以說明反應達到平衡狀態(tài)，A正確；B、平衡時濃度不再發(fā)生變化，但各物質的濃度之間不一定相等或滿足某種關系，因此容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1不能說明反應達到平衡狀態(tài)，B不正確；C、根據(jù)質量守恒定律可知容器中混合氣體的質量始終保持不變，不能說明達到平衡狀態(tài)，C不正確；D、CO2生成速率與CH3OH生成速率相等滿足反應速率之比是相應的化學計量數(shù)之比，且反應速率是相反的，因此可以說明達到平衡狀態(tài)，D正確，答案選AD；根據(jù)圖像可知反應進行到12min時達到平衡狀態(tài)，此時生成甲醇的濃度是1.5mol/L。所以根據(jù)方程式可知消耗氫氣的濃度是1.5mol/L×3＝4.5mol/L，所以氫氣表示的反應速率為4.5mol/L÷12min＝0.375 mol/（L·min）。

（4）①升高溫度，反應速率增大，反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間要少，所以反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間tA 大于tC；

②A點CO的轉化率為0.5，則參加反應的CO為10mol×0.5=5mol，則：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）氣體物質的量減少

1 2

5mol 10mol

故A點平衡時，混合氣體總的物質的量=10mol+20mol-10mol=20mol

B點CO的轉化率為0.7，則參加反應的CO為10mol×0.7=7mol，則：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）氣體物質的量減少

1 2

7mol 14mol

故B點平衡時，混合氣體總的物質的量=10mol+20mol-14mol=16mol

故A、B兩點時容器內(nèi)總氣體的物質的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4。

（5）原電池中負極失去電子發(fā)生氧化反應，正極得到電子發(fā)生還原反應，所以在該原電池中氧氣在正極通入，電解質溶液顯堿性，則正極電極反應式為O2+2H2O+4e—＝4OH—。

考點：考查環(huán)境保護、平衡狀態(tài)判斷以及可逆反應的有關計算、電極反應式的書寫等