Question

目前，“低碳经济”备受关注，CO₂的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：__ ___

（2）—定条件下，将C(s)和H₂O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如下表所示：

容器	容积/L	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
C(s)	H2O(g)	H2(g)
甲	2	T1	2	4	3.2	8
乙	1	T2	1	2	1,2	3

①T₁⁰C时，该反应的平衡常数K=_______

②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H₂O(g)的物质的量浓度_______ (填选项字母）。

A. =0.8 mol·L^-1 B. =1.4 mol·L^-1 C. <1.4 mol·L^-1 D. >1.4 mol·L^-1

③丙容器的容积为1L，T₁℃时，按下列配比充入C(s)、H₂O(g)、CO₂(g)和H₂(g)， 达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是_______(填选项字母）。

A. 0.6 mol、1.0 mol、0.5 mol、1.0 mol

B. 0.6 mol、2.0 mol、0 mol、0 mol

C. 1.0 mol、2.0 mol、1.0 mol、2.0 mol

D. 0.25 mol、0.5 mol、0.75 mol、1.5 mol

（3）在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO₂与太阳能电池电解水产生的H₂合成甲醇，已知CH₃OH、H₂的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol，写出工业上以CO₂、H₂合成CH₃OH的热化学方程式： 。

（4）将燃煤废气中的CO₂转化为甲醚的反应原理为：

2CO₂(g) + 6H₂(g) CH₃OCH₃(g) + 3H₂O(g)

已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率见下表：

投料比[n(H2) / n(CO2)]	500 K	600 K	700 K	800 K
1.5	45%	33%	20%	12%
2.0	60%	43%	28%	15%
3.0	83%	62%	37%	22%

①该反应的焓变△H 0，熵变△S___0（填＞、＜或＝）。

②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。若以1.12 L·min^-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜 g。

Answer 1

（1）C(s)+2H₂O(g) CO₂(g)+ 2H₂ (g) (2分)

（2）①12.8 （1分，不写单位不扣分，写错单位不得分）   ②C （2分） ③   AD（2分）（3）CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(l)＋H₂O(l)   △H＝－131.9kJ/mol（2分）

（4）①＜（1分），＜（1分）

②CH₃OCH₃ －12e^－ ＋16OH^－＝2CO₃^2－ ＋11H₂O(2分)   9.6(2分)