Question

中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。
（1）有效減碳的手段之一是節能,下列制氫方法最節能的是　　　　。 
A.電解水制氫:2H₂O2H₂↑+O₂↑
B.高溫使水分解制氫:2H₂O2H₂↑+O₂↑
C.太陽光催化分解水制氫:2H₂O2H₂↑+O₂↑
D.天然氣制氫:CH₄+H₂OCO+3H₂
（2）CO₂可轉化成有機物實現碳循環。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO₂和3 mol H₂,一定條件下反應:CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）　ΔH="-49.0" kJ/mol,測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

①從3 min到9 min,v（H₂）=　　　　mol/（L·min）。 
②能說明上述反應達到平衡狀態的是　　　　（填編號）。 
A.反應中CO₂與CH₃OH的物質的量濃度之比為1∶1（即圖中交叉點）
B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C.單位時間內消耗3 mol H₂,同時生成1 mol H₂O
D.CO₂的體積分數在混合氣體中保持不變
（3）工業上,CH₃OH也可由CO和H₂合成。參考合成反應CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）的平衡常數:

溫度/℃	0	100	200	300	400
平衡常數	667	13	1.9×1	2.4×1	1×1

 
下列說法正確的是　　　　。 
A.該反應正反應是放熱反應
B.該反應在升高溫度時,CH₃OH（g）的體積分數減小,說明v_正（CH₃OH）減小,v_逆（CH₃OH）增大
C.在T ℃時,1 L密閉容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H₂,達到平衡時,CO轉化率為50%,則此時的平衡常數為100
D.工業上采用稍高的壓強（5 Mpa）和250 ℃,是因為此條件下,原料氣轉化率最高

Answer 1

（1）C（3分）　（2）①0.125（2分）　②D（3分）
（3）AC（4分）

（1）電解和高溫都需要消耗大量能源,太陽光催化分解水制氫最節能。（2）①根據圖像可知,從3 min到9 min內CO₂減少了0.25 mol/L,所以H₂減少了0.75 mol/L,故v（H₂）=0.125mol/（L·min）。②在一定條件下,當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0）,反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態,稱為化學平衡狀態,故D對;平衡時濃度不再發生變化,但物質之間的濃度不一定相等或滿足某種關系,故A錯;密度是混合氣的質量和容器容積的比值,在反應過程中質量和容積始終是不變的,故B錯;選項C中反應速率的方向是相同的,由于速率之比是相應的化學計量數之比,因此C中的關系始終成立,不正確。（3）根據表中數據可知,隨著溫度的升高,K值是逐漸減小的,這說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,因此正反應是放熱反應,選項A正確;升高溫度,v_正（CH₃OH）和v_逆（CH₃OH）均增大,選項B不正確;平衡時CO、氫氣、甲醇的濃度分別是（mol/L）0.05、0.1、0.05,所以平衡常數K==100,選項C正確;由于正反應是放熱的,因此升高溫度不利于反應物的轉化,故D錯,答案選AC。