Question

联合国气候变化大会2009年12月7日在丹麦首都哥本哈根拉开帷幕，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。
工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇，298.15K时，CO2、H2、与CH3OH、H2O的平均能量与合成甲醇反应的活化能的曲线图如图1所示，据图回答问题：

（1）写出合成甲醇反应的热化学方程式                                         ；
                图1                                        图2

（2）在图中曲线     （填“a”或“b”）表示加入催化剂的能量变化曲线。

（3）在体积为l L的密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝___________mol/(L·min)。

②该反应的平衡常数为__________________，升高温度，K值      （填“增大”、“减小”或“不变”）。

③下列措施中能使n(CH3OH)／n(CO2)增大的是___________。

A．升高温度              B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H2O(g)从体系中分离  D．再充入1mol CO2和3mol H2

（4）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2＝2CO＋O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：4OH――4e―＝O2↑＋2H2O，则阴极反应式为：_______________________________ 。

有人提出，可以设计反应2CO＝2C＋O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由：__________________________                             。

Answer 1

（1）CO2(g)+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g） △H=-（n-m）kJ/mol（2分）

（2）b（1分）

（3）①0.225（2分）   ②5.33（2分），减小（1分）    ③CD（2分）

（4）2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-（2分）

     不可行，△G=△H-T△S﹥0不自发（2分）