题目

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视。 ⑴目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L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从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝___________mol/(L·min)。 ②该反应的平衡常数表达式为__________________。 ③下列措施中能使n(CH3OH)／n(CO2)增大的是___________。 A．升高温度                  B．充入He(g)，使体系压强增大 C．将H2O(g)从体系中分离     D．再充入1mol CO2和3mol H2 ⑵在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2 CO2＝2 CO＋O2，CO可用作燃料。 已知该反应的阳极反应为：4OH――4e―＝O2↑＋2H2O 则阴极反应式为：________________________________。 有人提出，可以设计反应2CO＝2C＋O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由：______________________________________________。 答案：、⑴①0.225         ②                         ③C、D  ⑵2CO2＋4e―＋2H2O＝2 CO＋4OH―  ；不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行 解析:(1) ① 由题意知v(H2)＝ΔC (H2)/Δt=2.25 mol·L-1/10min=0.225 mol·L-1·min-1 ② 由平衡常数定义式直接推出表达式即可。 ③ n(CH3OH)／n(CO2)增大即平衡正向移动，应用勒沙特列原理可知答案。    B有一定迷惑性，因为容器体积不变，充氦气虽然总压强增大，但各物质浓度未发生变化，故平衡不移动。 （2）用总反应式减去阳极反应式即可得阴极反应式： 2 CO2 —4OH―+4e― ＝ 2 CO —2H2O  即  2 CO2  + 2H2O +4e― ＝ 2 CO +4OH―

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