Question

17．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C
A．电解水制氢：2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑          
B．高温使水分解制氢：2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H₂O$\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太阳光}$2H₂↑+O₂↑    
 D．天然气制氢：CH₄+H₂O$\stackrel{高温}{?}$CO+3H₂
（2）CO₂可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3mol H₂，一定条件下反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①从3min到9min，v（H₂）=0.125mol•L^-1•min^-1
②能说明上述反应达到平衡状态的是D（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3mol H₂，同时生成1mol HO
D．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变．

Answer 1

分析 （1）从充分利用太阳能的角度分析；
（2）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率；
②化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变．

解答 解：（1）电解水、高温以及天然气的使用都会消耗能源，不符合低碳要求，使用太阳能可减小低碳，故答案为：C；
（2）①v（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.5mol/L-0.25mol/L}{9min-3min}$=0.417mol/L•min，则v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.417mol/L•min=0.125mol/（L•min）^-1，
故答案为：0.125；
②A．反应中CO₂与CH₃OH的物质的量浓度之比为1：1时，没有达到平衡状态，故A错误；
B．由于气体的总质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，气体的密度都不变，故B错误；
C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH₂，同时生成1molH₂O，故C错误；
D．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确．
故答案为：D．

点评 本题考查了化学平衡状态判断，反应速率的计算应用，掌握基础是关键，题目较简单．