Question

2010上海世博会成为第一个“低碳世博”．主办方确定以“低碳、和谐、可持续发展的城市”为主题，将大量新能源、节能环保科技成果转化应用于世博会．
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法最节能的是

 

．（填字母序号）
A．电解水制氢：2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑
B．高温使水分解制氢：2H₂O

高温  .

2H₂↑+O₂↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H₂O

TiO2    .

太阳光

2H₂↑+O₂↑
D．天然气制氢：CH₄+H₂O?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1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

①从3min到10min，v（H₂）=

 

mol/（L?min）．
②下列措施中能使

nCH3OH

nCO2

增大的是

 

（选填编号）．
A．升高温度B．恒温恒容再充入1mol CO₂C．将H₂O（g）从体系中分离D．恒温恒容再充入1molCO₂和3mol H₂
E．将CH₃OH（g）从体系中分离F．使用高效催化剂．

Answer 1

考点：常见的能量转化形式,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）用水分解或电解都要消耗能源，天然气也是有限资源，只有太阳能是取之不尽用之不竭的能源；
（2）①根据图象计算v（CO₂），根据反应速率之比等于化学计量数之比计算；
②使n（CH₃OH）/n（CO₂）应采取措施，使平衡向正反应移动，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量．

解答： 解：（1）用水分解或电解都要消耗能源，天然气也是有限资源，只有太阳能是取之不尽用之不竭的能源，
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；
故答案为：C；
（2）①由图象可知：v（CO₂）=

0.25mol/L

7min

，则v（H₂）=3v（CO₂）=3×

0.25mol/L

7min

=0.11mol/（L?min），故答案为：0.11；
②使n（CH₃OH）/n（CO₂）应采取措施，使平衡向正反应移动，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量，
A、该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）减小，故A错误，
B、恒温恒容再充入1mol CO₂，虽然平衡正向移动，但是根据勒夏特列原理改变外界条件，平衡移动只能减弱这种改变，不能消除，所以n（CH₃OH）/n（CO₂）变小，故B错误，
C、将H₂O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故C正确，
D、再充入1mol CO₂和3mol H₂，等效为增大压强，平衡向正反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故D正确，
E．将CH₃OH（g）从体系中分离出来，减小了CH₃OH（g）的浓度，虽然平衡正向移动，但是根据勒夏特列原理改变外界条件，平衡移动只能减弱这种改变，不能消除，所以n（CH₃OH）/n（CO₂）变小，故E错误，
F．使用高效催化剂，平衡不移动，所以n（CH₃OH）/n（CO₂）不变，故F错误，
故答案为：CD．

点评：本题主要考查了绿色化学、化学反应中的能量变化、影响化学平衡移动的条件等知识点，中等难度，注重对基本原理的理解．