Question

17．中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．
（1）有效“減碳”的手段之一是節(jié)能，下列制氫方法最節(jié)能的是C
A．電解水制氫：2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑          
B．高溫使水分解制氫：2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
C．太陽光催化分解水制氫：2H₂O$\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太陽光}$2H₂↑+O₂↑    
 D．天然氣制氫：CH₄+H₂O$\stackrel{高溫}{?}$CO+3H₂
（2）CO₂可轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)．在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3mol H₂，一定條件下反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
①從3min到9min，v（H₂）=0.125mol•L^-1•min^-1
②能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是D（填編號）．
A．反應中CO₂與CH₃OH的物質的量濃度之比為1：1（即圖中交叉點）
B．混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C．單位時間內消耗3mol H₂，同時生成1mol HO
D．CO₂的體積分數在混合氣體中保持不變．

Answer 1

分析 （1）從充分利用太陽能的角度分析；
（2）①根據v=$\frac{△c}{△t}$計算反應速率；
②化學反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的物理量不變．

解答 解：（1）電解水、高溫以及天然氣的使用都會消耗能源，不符合低碳要求，使用太陽能可減小低碳，故答案為：C；
（2）①v（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.5mol/L-0.25mol/L}{9min-3min}$=0.417mol/L•min，則v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.417mol/L•min=0.125mol/（L•min）^-1，
故答案為：0.125；
②A．反應中CO₂與CH₃OH的物質的量濃度之比為1：1時，沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．由于氣體的總質量不變，容器的體積不變，則無論是否達到平衡狀態(tài)，氣體的密度都不變，故B錯誤；
C．化學反應速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡狀態(tài)，都存在單位時間內每消耗3molH₂，同時生成1molH₂O，故C錯誤；
D．CO₂的體積分數在混合氣體中保持不變，說明達到平衡狀態(tài)，故D正確．
故答案為：D．

點評 本題考查了化學平衡狀態(tài)判斷，反應速率的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．