Question

【題目】合理利用資源，加強環境保護，降低碳排放，實施低碳經濟是今后經濟生活主流。回答下列問題：

(1)下列措施不利于有效減少二氧化碳的是_______（填字母）。

a．植樹造林，保護森林，保護植被

b．加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用液化石油氣

c．大力發展風能、水力、潮汐能發電和核電，大力推行太陽能的綜合開發

d．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

(2)科學家致力于二氧化碳的“組合轉化”技術研究，如將CO2和H2以1:4的物質的量之比混合通入反應器，在適當條件下反應可獲得一種重要能源。請完成以下化學方程式：

CO2+4H2_______+2H2O

(3)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳減排的新方向。現進行如下實驗：某溫度下在體積為1L的密閉容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，發生反應：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，能判斷該反應已達化學平衡的標志是____（填字母）。

a．CO2百分含量保持不變

b．容器中混合氣體的質量保持不變

c．容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1

d．CO2的生成速率與CH3OH的生成速率相等

現測得CO2相CH3OH (g)的濃度隨時間變化如圖所示。

從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)=________。

(4)以KOH為電解質的甲醇燃料電池總反應為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2 CO3+6H2O。通入甲醇的電極為燃料電池的______（填“正”或“負”）極，正極反應式為________________。

Answer 1

【答案】 b CH4 ad 0.375 mol/(L·min) 負 O2+2H2O+4e-=4OH-

【解析】(1) 植樹造林能增強光合作用,大量消耗二氧化碳,不符合題意, a錯誤；加大煤和石油化開采，增加化石燃料的使用,增加了二氧化碳的排放, b正確；積極推進核能、風能、潮汐能建設,大力推行太陽能的綜合開發能減少二氧化碳的排放,不符合題意, c錯誤；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, d錯誤；正確選項b。

(2)根據質量守恒定律，反應前后原子的總數目保持不變，所以1molCO2 與4molH2恰好完全分反應生成2molH2O外，還得生成1mol CH4；正確答案：CH4。

(3) 在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態；則CO2百分含量保持不變可以說明反應達到平衡狀態，a正確；根據質量守恒定律可知容器中混合氣體的質量始終保持不變，不能說明達到平衡狀態，b錯誤；平衡時濃度不再發生變化，但各物質的濃度之間不一定相等或滿足某種關系，因此容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1不能說明反應達到平衡狀態，c錯誤；CO2生成速率與CH3OH生成速率相等滿足反應速率之比是相應的化學計量數之比，且反應速率是相反的，因此可以說明達到平衡狀態，d正確；ad選項正確。根據圖像可知反應進行到12min時達到平衡狀態，此時生成甲醇的濃度是1.5mol/L。所以根據方程式可知消耗氫氣的濃度是1.5mol/L×3＝4.5mol/L，所以氫氣表示的反應速率為4.5mol/L÷12min＝0.375 mol/（L·min）；正確答案：ad ；0.375 mol/(L·min)。

(4) 甲醇燃料電池，甲醇在負極發生氧化反應，氧氣在正極發生還原反應，正極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-；正確答案：負；O2+2H2O+4e-=4OH-。