Question

【題目】合理利用資源，降低碳的排放，實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)是今后經(jīng)濟(jì)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(hù)森林，保護(hù)植被

B.加大對(duì)煤和石油的開采，并鼓勵(lì)使用石油液化氣

C.推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低，冬天不宜過(guò)高

D.倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車，建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運(yùn)輸工具空駛率

(2)CO2合成生產(chǎn)燃料甲醇(CH3OH)是碳減排的新方向。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：某溫度下在1 L的密閉容器中，充2 mol CO2和6 mol H2，發(fā)生：CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)，現(xiàn)測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖1所示。從反應(yīng)開始到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為_________。氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_______mol/(L·min)。該溫度下的平衡常數(shù)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(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①該反應(yīng)的ΔH_____0；ΔS____0。 (填“>、=、<”)

②若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA ____ tC(填“>、=、<”)

③A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為KA、KB、KC，則的大小關(guān)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(hù)森林，保護(hù)植被，能增強(qiáng)光合作用，大量消耗二氧化碳；

B.加大對(duì)煤和石油的開采，并鼓勵(lì)使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放；

C.推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低，冬天不宜過(guò)高，節(jié)約用電、用氣，可以節(jié)能減排；

D.倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車，建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運(yùn)輸工具空駛率，可以減少?gòu)U氣的排放和節(jié)約能源；

(2)根據(jù)轉(zhuǎn)化率= ×100%計(jì)算；根據(jù)反應(yīng)消耗的H2與CO2的反應(yīng)消耗關(guān)系計(jì)算H2轉(zhuǎn)化量，再根據(jù)反應(yīng)速率的定義式計(jì)算v(H2)；先計(jì)算各種物質(zhì)的平衡濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)的含義計(jì)算平衡常數(shù)；

(3)①根據(jù)圖1知，升高溫度CO轉(zhuǎn)化率降低，判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；利用反應(yīng)物、生成物的氣體體積大小判斷△S大��；

②溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間越短；

③化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響，結(jié)合平衡常數(shù)的含義及A、B、C三點(diǎn)的溫度判斷KA、KB、KC大小。

(1)A.植樹造林，保護(hù)森林，保護(hù)植被，能增強(qiáng)光合作用，大量消耗二氧化碳，不符合題意，A錯(cuò)誤；

B.加大對(duì)煤和石油的開采，并鼓勵(lì)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(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低，冬天不宜過(guò)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(cuò)誤；

D.倡導(dǎo)出行時(shí)多步行和騎自行車，建設(shè)現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運(yùn)輸工具空駛率，減少石油化石燃料的使用，可以減少?gòu)U氣的排放和節(jié)約能源，不符合題意，D錯(cuò)誤；

故合理選項(xiàng)是B；

(2)根據(jù)圖象可知：CO2從反應(yīng)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(zhuǎn)化率為×100%=75%；

根據(jù)方程式CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)可知：每反應(yīng)消耗1molCO2，會(huì)同時(shí)反應(yīng)消耗3molH2，則從反應(yīng)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(yīng)時(shí)間為12min，所以用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)= 4.5mol/L÷12min=0.375mol/(L·min)；

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各種物質(zhì)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(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==1.33；

(3)①根據(jù)圖1可知，升高溫度CO轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明升高溫度，平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H<0；根據(jù)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知：該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以△S<0；

②溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間越短，由于溫度A<C，則化學(xué)反應(yīng)速率A<C，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)間就越短，所以反應(yīng)時(shí)間A>C，即自反應(yīng)開始至到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA大于tC；

③根據(jù)①可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H<0；結(jié)合圖象所示可知溫度：A=B<C，升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，所以化學(xué)平衡常數(shù)KA、KB、KC，則的大小關(guān)系是KA=KB>KC。