Question

【題目】合理利用資源，降低碳的排放，實施低碳經濟是今后經濟生活主流方向。

(1)下列措施不利于有效減少二氧化碳排放的是________。

A.植樹造林，保護森林，保護植被

B.加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣

C.推廣使用節能燈和節能電器，使用空調時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高

D.倡導出行時多步行和騎自行車，建設現代物流信息系統，減少運輸工具空駛率

(2)CO2合成生產燃料甲醇(CH3OH)是碳減排的新方向。進行如下實驗：某溫度下在1 L的密閉容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，發生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)，現測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖1所示。從反應開始到平衡時CO2的轉化率為_________。氫氣的平均反應速率v(H2)=_______mol/(L·min)。該溫度下的平衡常數為________。

(3)CO在催化作用下生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知密閉容器中充有10 mol CO與20 mol H2，CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如圖所示。

①該反應的ΔH_____0；ΔS____0。 (填“>、=、<”)

②若A、C兩點都表示達到的平衡狀態，則自反應開始到達平衡狀態所需的時間tA ____ tC(填“>、=、<”)

③A、B、C三點對應的平衡常數分別為KA、KB、KC，則的大小關系是____。

Answer 1

【答案】B 75% 0.375 1.33 < < > KA=KB>KC

【解析】

(1)A.植樹造林保護森林，保護植被，能增強光合作用，大量消耗二氧化碳；

B.加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放；

C.推廣使用節能燈和節能電器，使用空調時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高，節約用電、用氣，可以節能減排；

D.倡導出行時多步行和騎自行車，建設現代物流信息系統，減少運輸工具空駛率，可以減少廢氣的排放和節約能源；

(2)根據轉化率= ×100%計算；根據反應消耗的H2與CO2的反應消耗關系計算H2轉化量，再根據反應速率的定義式計算v(H2)；先計算各種物質的平衡濃度，然后根據平衡常數的含義計算平衡常數；

(3)①根據圖1知，升高溫度CO轉化率降低，判斷反應的熱效應；利用反應物、生成物的氣體體積大小判斷△S大小；

②溫度越高，化學反應速率越快，反應達到平衡的時間越短；

③化學平衡常數只與溫度有關，根據溫度對化學平衡移動的影響，結合平衡常數的含義及A、B、C三點的溫度判斷KA、KB、KC大小。

(1)A.植樹造林，保護森林，保護植被，能增強光合作用，大量消耗二氧化碳，不符合題意，A錯誤；

B.加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放，符合題意，B正確；

C.推廣使用節能燈和節能電器，使用空調時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高，能減少電的使用，減少煤和石油化石燃料的使用，減少二氧化碳的排放，不符合題意，C錯誤；

D.倡導出行時多步行和騎自行車，建設現代物流信息系統，減少運輸工具空駛率，減少石油化石燃料的使用，可以減少廢氣的排放和節約能源，不符合題意，D錯誤；

故合理選項是B；

(2)根據圖象可知：CO2從反應開始至平衡，CO2改變濃度為1.50mol/L，起始濃度為2.00mol/L，因此CO2的轉化率為×100%=75%；

根據方程式CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)可知：每反應消耗1molCO2，會同時反應消耗3molH2，則從反應開始至平衡CO2改變濃度為1.50mol/L，則H2改變濃度為3×1.5mol/L=4.5mol/L，反應時間為12min，所以用H2表示的反應速率為v(H2)= 4.5mol/L÷12min=0.375mol/(L·min)；

反應達到平衡時，各種物質的濃度分別是c(CO2)=0.50mol/L，c(H2)=1.50mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)=1.50mol/L，所以該反應的化學平衡常數K==1.33；

(3)①根據圖1可知，升高溫度CO轉化率降低，說明升高溫度，平衡逆向移動。根據平衡移動原理：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動，逆反應為吸熱反應，則該反應的正反應是放熱反應，所以△H<0；根據方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知：該反應的正反應是氣體體積減小的反應，所以△S<0；

②溫度越高，化學反應速率越快，反應達到平衡的時間越短，由于溫度A<C，則化學反應速率A<C，反應速率越快，反應達到平衡時間就越短，所以反應時間A>C，即自反應開始至到達平衡狀態所需的時間tA大于tC；

③根據①可知該反應的正反應是放熱反應，△H<0；結合圖象所示可知溫度：A=B<C，升高溫度，化學平衡逆向移動，化學平衡常數減小，所以化學平衡常數KA、KB、KC，則的大小關系是KA=KB>KC。