Question

我国太阳能燃料生产示范工程在兰州落地，太阳能燃料的生产和利用示意如下：

(1)图中能量转化形式中，产生电能的有：风能→机械能→电能、___________等(举一例)。

(2)在恒温恒容密闭容器中进行的合成反应为CO₂(g)+ 3H₂(g)CH₃OH(g)+ H₂O(g)。

①该反应常用Cu/ZnO作催化剂。工业上由黄铜矿(CuFeS₂)火法冶铜时，包含多步反应，其中Cu₂S与Cu₂O在高温下生成Cu并放出能使品红溶液褪色的气体，写出该步反应的化学方程式：_________。

②能说明反应已达到化学平衡状态的是_____(填标号)。

A.该容器中c(CH₃OH)： c(H₂O)=1：1        B.生成CO₂的速率与生成H₂O的相等

C.混合气体的密度不再随时间变化           D.混合气体中CH₃OH的体积分数不再随时间而变化

③若在容器中起始时充入1molCO₂和3mol H_{2 ，}测得t₁ min时容器中n(H₂)= n(H₂O)，此时容器中已生成CH₃OH的物质的量为__。

Answer

光能→电能 或 化学能→电能 Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑ BD 0.75 mol

【解析】

(1)根据图示分析图中能量转化形式；

(2) ①能使品红溶液褪色的气体是二氧化硫；

②根据平衡标志分析；

③根据“三段式”计算t1 min时CH3OH的物质的量；

(1)根据图示，图中产生电能的有：风能→机械能→电能、光能→电能 、 化学能→电能；

(2)①Cu2S与Cu2O在高温下生成Cu和SO2气体，反应的化学方程式是Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑；

②A．CH3OH、H2O都是生成物，c(CH3OH)和c(H2O)的比始终都是1:1，所以容器中c(CH3OH)： c(H2O)=1：1，不一定平衡，故不选A；

B．生成CO2的速率与生成H2O的相等，说明正逆反应速率相等，反应一定达到化学平衡状态，故选B；

C．反应前后气体质量不变、容器体积不变，根据 ，密度的恒量，混合气体的密度不再随时间变化，不一定平衡，故不选C；

D．混合气体中CH3OH的体积分数不再随时间而变化，说明甲醇的浓度不变，反应一定达到化学平衡状态，故选D；

选BD；

③

测得t1 min时容器中n(H2)= n(H2O)，即，x=0.75mol，此时容器中已生成CH3OH的物质的量为0.75mol。