Question

合理利用资源，降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流方向。

⑴下列措施不利于有效减少二氧化碳排放的是 。

A．植树造林，保护森林，保护植被

B．加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气

C．推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高

D．倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率

⑵科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将CO2和H2以1∶4比例混合通入反应器，适当条件下反应可获得一种能源。完成以下化学方程式：CO2＋4H2 ＋2H2O。

⑶CO2合成生产燃料甲醇（CH3OH）是碳减排的新方向。进行如下实验：某温度下在1 L的密闭容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，发生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)能判断该反应已达化学反应限度标志的是 （填字母）。

A．CO2百分含量保持不变

B．容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1

C．容器中混合气体的质量保持不变

D．CO2生成速率与CH3OH生成速率相等

现测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如左下图所示。从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）= mol/（L·min）。

⑷CO在催化作用下也能生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；已知密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右上图所示。

①若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。

②若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为VAL，则A、B两点时容器中，n(A)总︰n(B)总= 。

⑸以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4KOH = 2K2CO3+6H2O，通入甲醇的电极为燃料电池的负极，正极发生的电极反应式为 。

 

Answer 1

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

【解析】

试题分析：（1）A、植树造林，保护森林，保护植被，可以吸收CO2，减少CO2的排放，A正确；B、石油和煤等均是化石燃料，不可再生，因此加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气是不正确的，B不正确；C、推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高，有利于节能减排，C正确；D、倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率，有利于节能减排，D正确，答案选B。

（2）根据原子守恒可知，反应中另外一种生成物是甲烷，即CO2＋4H2CH4＋2H2O。

（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则A、CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态，A正确；B、平衡时浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1不能说明反应达到平衡状态，B不正确；C、根据质量守恒定律可知容器中混合气体的质量始终保持不变，不能说明达到平衡状态，C不正确；D、CO2生成速率与CH3OH生成速率相等满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率是相反的，因此可以说明达到平衡状态，D正确，答案选AD；根据图像可知反应进行到12min时达到平衡状态，此时生成甲醇的浓度是1.5mol/L。所以根据方程式可知消耗氢气的浓度是1.5mol/L×3＝4.5mol/L，所以氢气表示的反应速率为4.5mol/L÷12min＝0.375 mol/（L·min）。

（4）①升高温度，反应速率增大，反应开始到达平衡状态所需的时间要少，所以反应开始到达平衡状态所需的时间tA 大于tC；

②A点CO的转化率为0.5，则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol，则：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）气体物质的量减少

1 2

5mol 10mol

故A点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol

B点CO的转化率为0.7，则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol，则：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）气体物质的量减少

1 2

7mol 14mol

故B点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol

故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4。

（5）原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，所以在该原电池中氧气在正极通入，电解质溶液显碱性，则正极电极反应式为O2+2H2O+4e—＝4OH—。

考点：考查环境保护、平衡状态判断以及可逆反应的有关计算、电极反应式的书写等