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。

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）C；（2）①0.125；②D；（3）AC。

【解析】

试题分析：（1）A、浪费大量电能，故错误；B、浪费能源，故错误；C、太阳能清洁能源，故正确；D、浪费大量的能源，故错误；(2)①根据化学反应速率定义，v(CO2)=(0.5－0.25)/6mol/(L·min)=0.0416 mol/(L·min)，根据化学速率之比等于化学计量数之比，v(H2) = 3v(CO2) = 0.125 mol/(L·min) ； ②A、3min后甲醇和CO2的浓度还在变化，说明没有达到平衡，故错误；B、根据密度的定义，组分是气体，气体的质量不变，条件是恒容，体积不变，因此密度不变，不能说明达到平衡，故错误；C、反应方向都是向正反应方向进行，不能说明达到平衡，故错误；D、根据化学平衡状态的定义，组分的浓度保持不变，说明达到平衡，故正确；(3)A、根据化学平衡常数的数据，随着温度的升高，化学平衡常数减小，说明反应向逆反应方向进行，正反应方向是放热反应，故正确；B、升高温度，正逆反应方向速率都增大，故错误；C、达到平衡时n(CO)=(0.1－0.1×50%)mol=0.05mol，n(H2)=0.1mol，n(CH3OH)=0.05mol，根据化学平衡常数的定义，K=0.05/(0.05×0.12)=100，故正确；D、平衡常数越大，说明反应越向正反应方向进行，转化率越大，故错误。

考点：考查化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素、化学平衡常数、化学平衡状态的判断等知识。