Question

實現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項重要課題就是如何將CO₂轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，下圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol^-1)的變化：

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是____________(填字母)。

A．△H＞0，△S＞0　　　　 B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0，△S＜0　　　　 D．△H＜0，△S＞0

（2）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實驗，在體積為l L的密閉容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定條件下

發(fā)生反應(yīng)：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如上圖2所示。

①從反應(yīng)開始到平衡，CH₃OH的平均反應(yīng)速率v(CH₃OH) ＝　　　　　　 　　　 ；H₂的轉(zhuǎn)化率w(H₂) =　　　　　 。

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表＝　　　　　　　　 。

達(dá)式K

③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是　　　　　　　　 (填字母)。

A．升高溫度

B．將CH₃OH(g)及時液化抽出

C．選擇高效催化劑

D．再充入l molCO₂和4 molH₂

（3）25℃，1.01×10⁵Pa時，16g 液態(tài)甲醇完全燃燒，當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時，放出363.3kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________。

（4）選用合適的合金為電極，以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料，可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池，此電池的負(fù)極應(yīng)加入和通入的物質(zhì)有__________　 _；其正極的電極反應(yīng)式是：______________。

Answer 1

 (1) C（2分）

(2) ① 0.075 mol·L^-1·min^-1 （1分）     56.25%(1分)

 

②                             （2分）

③ BD（2分，少選、多選或錯選均不能得分）

（3）CH₃OH（l）+3/2O₂ ＝CO₂(g)+2H₂O(l)  △H＝－726.6kJ·mol^-1 （2分，單位錯漏扣1分）

（4）甲醇、氫氧化鈉、水（2分，漏寫一個扣1分，漏寫兩個或錯寫均不得分）；

O₂＋2H₂O＋4e^-＝4OH^‑（2分）