Question

中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。

（1）有效减碳的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是　　　　。 

A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑

B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2↑

C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑

D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2

（2）CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L 的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）　ΔH=-49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

①从3 min到9 min,v（H2）=　　　　mol/（L·min）。 

②能说明上述反应达到平衡状态的是　　　　（填编号）。 

A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O

D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

（3）工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常数:

温度/℃	0	100	200	300	400
平衡常数	667	13	1.9×1	2.4×1	1×1

 

下列说法正确的是　　　　。 

A.该反应正反应是放热反应

B.该反应在升高温度时,CH3OH（g）的体积分数减小,说明v正（CH3OH）减小,v逆（CH3OH）增大

C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100

D.工业上采用稍高的压强（5 Mpa）和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高

 

Answer 1

（1）C（3分）　（2）①0.125（2分）　②D（3分）

（3）AC（4分）

【解析】（1）电解和高温都需要消耗大量能源,太阳光催化分解水制氢最节能。（2）①根据图像可知,从3 min到9 min内CO2减少了0.25 mol/L,所以H2减少了0.75 mol/L,故v（H2）=0.125mol/（L·min）。②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,故D对;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,故A错;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,故B错;选项C中反应速率的方向是相同的,由于速率之比是相应的化学计量数之比,因此C中的关系始终成立,不正确。（3）根据表中数据可知,随着温度的升高,K值是逐渐减小的,这说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,选项A正确;升高温度,v正（CH3OH）和v逆（CH3OH）均增大,选项B不正确;平衡时CO、氢气、甲醇的浓度分别是（mol/L）0.05、0.1、0.05,所以平衡常数K==100,选项C正确;由于正反应是放热的,因此升高温度不利于反应物的转化,故D错,答案选AC。