Question

隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO₂，引起了各國(guó)的普遍重視．

（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ/mol，測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=　　mol/（L•min）．

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為　k=　．

③下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是　　．

A．升高溫度                  B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大

C．將H₂O（g）從體系中分離     D．再充入1mol CO₂和3mol H₂

（2）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO₂，還要求提供充足的O₂．某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO₂=2CO+O₂，CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH^﹣﹣4e^﹣=O₂↑+2H₂O，則陰極反應(yīng)式為：　　．

有人提出，可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO=2C+O₂（△H＞0、△S＜0）來(lái)消除CO的污染．請(qǐng)你判斷是否可行并說(shuō)出理由：　　．

Answer 1

考點(diǎn)：

物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線；原電池和電解池的工作原理；化學(xué)平衡常數(shù)的含義；化學(xué)平衡的影響因素．.
專(zhuān)題：	化學(xué)平衡專(zhuān)題；電化學(xué)專(zhuān)題．
分析：	（1）①根據(jù)v=結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算反應(yīng)速率； ②根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積計(jì)算； ③根據(jù)使增大應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)分析； （2）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO2被還原生成CO；根據(jù)吉布斯自由能的大小判斷反應(yīng)能否進(jìn)行．
解答：	解：（1）①v（CO2）==0.075mol/（L•min），則v（H2）=3×v（CO2）=0.225mol/（L•min）， 故答案為：0.225； ②平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，即k=， 故答案為：k=； ③使增大應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)： A．該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤； B．充入He氣，參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)，故B錯(cuò)誤； C．將H2O（g）從體系中分離，生成物濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故C正確； D．再充入1molCO2和3molH2，反應(yīng)物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確． 故答案為：CD； （2）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO2被還原生成CO，陰極反應(yīng)為：2CO2+4e﹣+2H2O=2 CO+4OH﹣； 反應(yīng)2CO=2C+O2（△H＞0、△S＜0），則△G=△H﹣T•△S＞0，反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行， 故答案為：2CO2+4e﹣+2H2O=2 CO+4OH﹣；不可行，該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行．
點(diǎn)評(píng)：	本題考查較為綜合，涉及反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)以及電化學(xué)等知識(shí)，題目難度不大，注意把握影響平衡移動(dòng)的因素以及平衡移動(dòng)方向的判斷．