Question

合理利用资源，降低碳的排放，实施低碳经济是今后经济生活主流方向．
（1）下列措施不利于有效减少二氧化碳排放的是

 

．
A．植树造林，保护森林，保护植被
B．加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气
C．推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高
D．倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率
（2）科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究，如将CO₂和H₂以1：4比例混合通入反应器，适当条件下反应可获得一种能源．完成以下化学方程式：CO₂+4H₂

一定条件  .

 

+2H₂O．
（3）CO₂合成生产燃料甲醇（CH₃OH）是碳减排的新方向．进行如下实验：某温度下在1L的密闭容器中，充2mol CO₂和6mol H₂，发生：CO₂（g）+3H₂（g ）
CH₃OH（g）+H₂O（g）能判断该反应已达化学反应限度标志的是

 

（填字母）．
A．CO₂百分含量保持不变          B．容器中H₂浓度与CO₂浓度之比为3：1
C．容器中混合气体的质量保持不变  D．CO₂生成速率与CH₃OH生成速率相等
现测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图1所示．从反应开始到平衡，
氢气的平均反应速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）．

（4）CO在催化作用下也能生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；已知密闭容器中充有10mol CO与20mol H₂，CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图2所示．
①若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A

 

t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则A、B两点时容器中，n（A）_总：n（B）_总=

 

．
（5）以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，通入甲醇的电极为燃料电池的负极，正极发生的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：常见的生活环境的污染及治理,化学电源新型电池,物质的量或浓度随时间的变化曲线,转化率随温度、压强的变化曲线

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）A．植树造林保护森林，保护植被，能增强光合作用，大量消耗二氧化碳；
B．加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气，能增加二氧化碳的排放；
C．推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高，节约用电、用气，可以节能减排；
D．倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率，可以减少废气的排放和节约能源；
（2）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后原子的种类和数目不变．可知在化学反应方程式中，反应物和生成物中所含的原子的种类和数目相同．由此可推断化学反应方程式中反应物或生成物的化学式；
（3）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，由此衍生的一些物理量也不变；根据v=

△c

△t

计算v（CO₂），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
（4）①温度越高、越强越大，反应速率越快，最先到达平衡；②根据CO转化率计算参加反应的CO的物质的量，再根据方程式计算平衡时混合气体总物质的量变化量，进而计算平衡时混合气体总物质的量，据此解答；
（5）燃料电池中燃料在负极失电子发生氧化反应，碱溶液中生成碳酸钾，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子．

解答： 解：（1）A．植树造林，保护森林，保护植被，能增强光合作用，大量消耗二氧化碳，不符合题意，故A错误；
B．加大对煤和石油的开采，并鼓励使用石油液化气，能增加二氧化碳的排放，符合题意，故B正确；
C．推广使用节能灯和节能电器，使用空调时夏季温度不宜设置过低，冬天不宜过高，能减少电的使用，减少煤和石油化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，不符合题意，故C错误；
D．倡导出行时多步行和骑自行车，建设现代物流信息系统，减少运输工具空驶率，减少石油化石燃料的使用，可以减少废气的排放和节约能源，不符合题意，故D错误；
故选B；    
（2）根据质量守恒定律的微观解释可以知道：反应前后的原子数目和种类应该相等，分析题给的化学反应方程式可以知道，反应前出现了2个O，1个C，8个H，反应后出现了2个O，4个H，所以在X中含有4个H和1个C，
故答案为：CH₄；  
（3）A．平衡时各物质的浓度保持不变，CO₂百分含量保持不变，说明到达平衡，故A正确；
B．开始投料比，2mol CO₂和6mol H₂，容器中H₂浓度与CO₂浓度之比为3：1，所以不能证明达平衡状态，故B错误；
C．容器的体积不变，反应前后都为气体，容器中混合气体的质量始终保持不变，不能说明到达平衡，故C错误；
D．CO₂生成速率表示逆反应速率，与CH₃OH生成速率表示正反应速率，两者相等，说明到达平衡，故D正确；
由图可知，12min到达平衡时二氧化碳的浓度变化量为2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，所以v（CO₂）=

1.5mol/L

12min

=0.125mol/（L?min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.125mol/（L?min）=0.375mol/（L?min），
故答案为：AD；0.375；   
（4）①C点的温度、压强都高于A点，温度越高、越强越大，反应速率越快，最先到达平衡，故则从反应开始至到达平衡状态所需的时间t_A＞t_C，
故答案为：大于；        
②A点CO的转化率为0.5，则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol，则：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）气体物质的量减少
1                              2
5mol                           10mol
故A点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B点CO的转化率为0.7，则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol，则：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）气体物质的量减少
1                              2
7mol                           14mol
故B点平衡时，混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，
故答案为：5：4；
（5）甲醇-空气燃料电池中燃料在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，氧气在正极得到电子发生还原反应，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（或3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-），
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- （或3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-）．

点评：本题是道综合题，涉及知识点较多，涉及化学平衡影响因素及有关计算、反应速率影响因素、原电池原理的分析判断等，（4）考查了学生的识图能力和有关计算能力，题目难度较大．