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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
C
C

A.电解水制氢:2H2O  
 电解 
.
 
 2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2
   TiO2   
.
太阳光
 2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2
高温
 CO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
①从3min到9min,v(H2)=
0.125
0.125
mol?L-1?min-1
②能说明上述反应达到平衡状态的是
D
D
(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3mol H2,同时生成1mol 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 1.9×10-2 2.4×10-4 1×10-5
下列说法正确的是
AC
AC

A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应△S<0
C.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1mol CO和0.2mol 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(5Mpa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高.
分析:(1)有效“减碳”的手段之一是节能,利用太阳光催化分解水制氢最节能;
(2)①从3min到9min,CO2的浓度由0.5mol/L降低为0.25mol/L,根据v=
△c
△t
计算v(CO2),再根据速率之比等于化学计量数之比计算v(H2);
②A.图中交叉点之后反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度还在发生变化;
B.都为气体,容器的体积不变,混合气体的总质量不变,密度自始至终为定值;
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O,都表示正反应速率;
D.可逆反应得到平衡,反应混合物的浓度、含量为定值;
(3)A、由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,可逆反应向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动;
B、根据△G=△H-T△S判断,△G>0,反应不能自发进行;△G<0,反应自发进行;
C、利用三段式计算出平衡时平衡混合物各组分的浓度,代入平衡常数的表达式计算;
D、由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,可逆反应向逆反应移动,不利用原料气转化.
解答:解:(1)有效“减碳”的手段之一是节能,利用太阳光催化分解水制氢最节能,不需要使用热量与电能,故选:C;
(2)①由图可知,从3min到9min,CO2的浓度由0.5mol/L降低为0.25mol/L,所以v(CO2)=
0.5mol/L-0.25mol/L
9min-3min
=
0.25
6
mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CO2)=3×
0.25
6
mol/(L?min)=0.125mol/(L?min),故答案为:0.125;
②A.图中交叉点之后反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度还在发生变化,反应为达平衡,故A错误;
B.都为气体,容器的体积不变,混合气体的总质量不变,密度自始至终为定值,不能说明可逆反应到达平衡,故B错误;
C.单位时间内消耗3mol H2,同时生成1mol H2O,都表示正反应速率,自始至终都按3:1进行,不能说明到达平衡,故C错误;
D.随反应进行CO2的体积分数减小,当CO2的体积分数在混合气体中保持不变,说明可逆反应到达平衡状态,故D正确.
故选:D;
(3)A、由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,可逆反应向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,故A正确;
B、反应为放热反应△H<0,△G=△H-T△S<0,反应自发进行,△S<0,低温下,反应也可以自发进行,故B错误;
C、对于可逆反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
开始(mol/L):0.1      0.2         0
变化(mol/L):0.05     0.1        0.05     
平衡(mol/L):0.05     0.1        0.05
所以平衡常数k=
0.05
0.05×0.12
=100,故C正确;
D、增大压强,平衡向正反应移动,有利于原料气转化.由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,可逆反应向逆反应移动,故升高不利用原料气转化,采取250℃温度,考虑反应速率与催化剂的活性,故D错误.
故选:AC.
点评:本题考查平衡状态的判断、平衡移动、平衡图象、反应速率计算、平衡常数、反应方向判断等,难度不大,注重基础知识的考查,注意基础知识的掌握.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2010?启东市模拟)联合国气候变化大会于2009年12月7-18日在哥本哈根召开.中国政府承诺,到2020
年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%.
(1)有效“减碳”的手段之一是节能.下列制氢方法最节能的是
C
C
.(填字母序号)
A.电解水制氢:2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2↑    B.高温使水分解制氢:2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O
   TiO2   
.
太阳光
2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O
高温
CO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
①从3min到10min,v(H2)=
0.11
0.11
mol/(L?min).
②能说明上述反应达到平衡状态的是
D
D
(选填编号).
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.单位时间内每消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
③下列措施中能使n (CH3OH)/n (CO2)增大的是
CD
CD
(选填编号).
A.升高温度B.恒温恒容充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离    D.恒温恒容再充入1mol CO2和3mol H2
④相同温度下,如果要使氢气的平衡浓度为1mol/L,则起始时应向容器中充入1mol CO2
3.58
3.58
mol H2,平衡时CO2的转化率为
86.1%
86.1%

(参考数据:
7
=2.64;
448
=21.166.计算结果请保留3位有效数字.)
(3)CO2加氢合成DME(二甲醚)是解决能源危机的研究方向之一.
2CO2(g)+6H2(g)→CH3OCH3(g)+3H2O.有人设想利用二甲醚制作燃料电池,
以KOH溶液做电解质溶液,试写出该电池工作时负极反应的电极反应方程式
C2H6O+16OH--12e-═2CO32-+11H2O
C2H6O+16OH--12e-═2CO32-+11H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

(单选题)联合国气候变化大会于2009年12月7~18日在哥本哈根召开.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%.有效“减碳”的手段之一是节能.下列制氢方法最节能的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2010?聊城模拟)联合国气候变化大会于2009年12月7~18目在哥本哈根召开.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%.
(1)有效“减碳”的手段之一是节能.下列制氢方法最节能的是
C
C
(填字母序号).
A.电解水制氢:2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O
 太阳光 
.
催化剂
2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2O
高温
 CO+3H2    
(2)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一.
己知:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.7KJ?mol-1   ①
2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5KJ   ②
 CO2(g)+H2(g)△H=-41.2KJ?mol-1    ③
则反应2CO2(g)+6H2(g)→2CH3OH(g)+2H2O(g)的△H=
-122.5KJ?mol-1
-122.5KJ?mol-1

(3)CO2可转化成有机物实现碳循环:CO2→CH3OH→HCOOH,用离子方程式表示HCOONa溶液呈碱性的原因
HCOO-+H2O=HCOOH+OH-
HCOO-+H2O=HCOOH+OH-
,写出该反应的平衡常数(Kh)表达式:Kh=
C(HCOOH)C(OH-)
C(HCOO-)
C(HCOOH)C(OH-)
C(HCOO-)
,升高温度,Kh
增大
增大
(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)常温下,将0.2mol?L-1HCOOH和0.1mol?L-1NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH<7,说明HC00H的电离程度
大于
大于
HCOONa的水解程度(填“大于”或“小于”).该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是
C(HCOO-)>C(Na+)>C(H+)>C(OH-
C(HCOO-)>C(Na+)>C(H+)>C(OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(1)恒温,容积为1L恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示.(已知:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6KJ?mol- 1),请回答下列问题:精英家教网
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:
 

②△H2=
 
KJ?mol-1
③在相同条件下,充入1molSO3和0.5mol的O2则达到平衡时SO3的转化率为
 
;此时该反应
 
(填“放出”或“吸收”)
 
kJ的能量.
(2)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
 
(填序号)
A.电解水制氢:2H2
 电解 
.
 
2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2
   TiO2   
.
太阳光
2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2
 高温 
.
 
CO+3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1,测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如上图2所示.从3min到9min,v(H2)=
 
mol?L-1?min-1
③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3mol H2,同时生成1mol 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:下列说法正确的是
 

温度/℃ 0 100 200 300 400
平衡常数 667 13 1.9×10-2 2.4×10-4 1×10-5
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应△S<0
C.在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1mol CO和0.2mol 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(5Mpa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高.

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