Question

10．联合国气候变化大会于2009年12月7～18日在哥本哈根召开．中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%．
电解
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法最符合的是C（填字母序号）．
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}\;}}{阳光}$2H₂↑+O₂↑
D．天然气制氢：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+3H₂
（2）用CO₂和氢气合成CH₃OCH₃（甲 醚 ）是解决能源危机的研究方向之一．
已知：
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=Q₁ kJ•mol^-1
2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=Q₂ kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=Q₃ kJ•mol^-1
则CO₂和氢气合成CH₃OCH₃（g）的热化学方程式为2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=（2Q₁+Q₂-2Q₃）kJ•mol^-1．
（3）在催化剂和一定温度、压强条件下，CO与H₂可反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：p₁＜p₂ （填“＞”、“＜”或“=”），上述反应的△H＜0  （填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

分析 （1）有效“减碳”的手段之一是节能，利用太阳光催化分解水制氢是最节能的，减少电能、天然气、热能的利用；
（2）利用热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式，三式相加得；
（3）根据定一议二原则，相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大；
相同压强下，同一容器中，增大温度，CO的转化率减小，平衡向吸热反应方向移动，由此判断．

解答 解：（1）A、消耗电能，不是最节能的方法，故A错误；
B、消耗热能，不是减碳的手段，故B错误；
C、利用太阳光催化分解水制氢是最节能的，故C正确；
D、天然气是非再生能源，且不是最节能的方法，故D错误；故选：C；
（2）利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，
2CO（g）+4H₂（g）═2CH₃OH（g）△H=2Q₁ kJ•mol^-1
2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=Q₂ kJ•mol^-1
-2CO（g）-2H₂O（g）═-2CO₂（g）-2H₂（g）△H=-2Q₃ kJ•mol^-1
三式相加得：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=（2Q₁+Q₂-2Q₃ ） kJ•mol^-1，
故答案为：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）△H=（2Q₁+Q₂-2Q₃ ） kJ•mol^-1；
（3）相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图象知，p₁小于p₂，相同压强下，同一容器中，增大温度，CO的转化率减小，平衡向吸热反应方向移动，所以逆反应为吸热方向，则正反应为放热反应，所以△H＜0，
故答案为：＜；＜．

点评 本题考查盖斯定律的应用，化学平衡移动的影响因素及读图能力，难度不大．