（14分）隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了各國(guó)的普遍重視。

（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1 L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，在500oC下發(fā)生反應(yīng)：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)；△H＝－49.0kJ/mol

測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率

v(H2)＝______________________________；

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_(kāi)_________（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）。若提高溫度到800oC進(jìn)行達(dá)平衡時(shí)；K值__________，n(CH3OH)/n(CO2)比值__________（以上兩空填“增大”、“減小”或“不變”）；

③平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________；

④若在相同條件下，起始時(shí)加入物質(zhì)的量為：a mol CO2、b mol H2和c mol CH3OH、c mol H2O，達(dá)平衡后，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)仍為。則a、b、c的關(guān)系為_(kāi)_________。

（2）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2。某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2＝2CO＋O2，CO可用作燃料。已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH―-4e―＝O2↑＋2H2O，則陰極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________。

 

【答案】

（1）①0.225mol/(L·min)②5.33      減小        減小

③30%   ④a+c=1 b+3c=3

（2）CO2+2e-+H2O=CO+2OH-

【解析】略

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了各國(guó)的普遍關(guān)注
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol
測(cè)得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．
①反應(yīng)開(kāi)始到平衡，H2的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.225
0.225
mol/（L?min）．H2的轉(zhuǎn)化率為
75%
75%
．
②下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
CDF
CDF
．
A、升高溫度                       B、充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
C、將H2O（g）從體系中分離           D、再充入1mol CO2和3mol H2
E、使用催化劑                      F、縮小容器體積
（2）①反應(yīng)進(jìn)行到3分鐘時(shí)，同種物質(zhì)的v正 與v逆的關(guān)系：v正
＞
＞
v逆 （填＞，=，＜）
②上述反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
，
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
，
，經(jīng)計(jì)算該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值為
16
3
16
3
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了普遍的重視．
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量（單位為kJ?mol-1）的變化．該反應(yīng)是
放熱
放熱
（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）某溫度下，若將6mol CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖2實(shí)線(xiàn)所示（圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)）．
①在反應(yīng)進(jìn)行的0～1min內(nèi)，該反應(yīng)的平均速率v（H2）=
1mol/（L?min）
1mol/（L?min）

②如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素（如：溫度、濃度、壓強(qiáng)），平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)．若上述反應(yīng)體系不改變反應(yīng)物的物質(zhì)的量，僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線(xiàn)所示，曲線(xiàn)I改變的實(shí)驗(yàn)條件是
升高溫度
升高溫度
，曲線(xiàn)Ⅱ改變的實(shí)驗(yàn)條件是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
．
（3）下列各項(xiàng)中，不能夠說(shuō)明CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）已達(dá)到平衡的是
D
D
（填選項(xiàng)）．
A．恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
B．一定條件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C．一定條件下，H2O（g）的濃度保持不變
D．一定條件下，單位時(shí)間內(nèi)消耗1mol CO2，同時(shí)生成1mol CH3OH．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2009?鎮(zhèn)江一模）隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了各國(guó)的普遍重視．
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol，測(cè)得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.225
0.225
mol/（L?min）．
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)
．
③下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
C、D
C、D
．
A．升高溫度                  B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
C．將H2O（g）從體系中分離     D．再充入1mol CO2和3mol H2
（2）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH--4e-=O2↑+2H2O，則陰極反應(yīng)式為：
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-
．
有人提出，可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO=2C+O2（△H＞0、△S＜0）來(lái)消除CO的污染．請(qǐng)你判斷是否可行并說(shuō)出理由：
不可行，該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行
不可行，該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了普遍的重視．

（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量（單位為kJ?mol-1）的變化．
①該反應(yīng)是
放熱
放熱
（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
②反應(yīng)體系中加入催化劑對(duì)反應(yīng)熱是否有影響？
否
否
（填“是”或“否”）．
（2）若將6mol CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖2所示（實(shí)線(xiàn)）．
①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.5
0.5
．
②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2中虛線(xiàn)所示，曲線(xiàn)I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是
升高溫度
升高溫度
，曲線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
．
③下列措施中能使H2轉(zhuǎn)化率增大的是
CD
CD
．
A．升高溫度    B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大     C．將H2O（g）從體系中分離出來(lái)    D．再充入3mol CO2
（3）如將CO2與H2以1：4的體積比混合，在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH4．
已知：
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ?mol-1
H2（g）+
12
O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ?mol-1
寫(xiě)出CO2（g）與H2（g）反應(yīng)生成CH4（g）與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ?mol-1
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ?mol-1
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

2011年11月28日至12月9日，聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約第17次締約方會(huì)議在南非德班召開(kāi)，隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了各國(guó)的普遍重視．精英家教網(wǎng)
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇．為探究該反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3.25mol H2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)定CO2、CH3OH（g）和H2O （g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示：
①寫(xiě)出該工業(yè)方法制取甲醇的化學(xué)反應(yīng)方程式
 
．
②從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v （H2）=
 
 mol/（Lmin）．
③該條件下CO2的轉(zhuǎn)化率為
 
．當(dāng)溫度降低時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率變大，則該反應(yīng)△H
 
0（填“＞”“＜”或“=”）．
④下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
 
．
A．升高溫度    B．充入氮?dú)?br />C．將水蒸氣從體系中分離    D．用更有效的催化劑
（2）選用合適的合金作為電極，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，此燃料電池負(fù)極的電極方程式為
 
．

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