Question

【題目】合理利用資源，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，降低碳排放，實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)是今后經(jīng)濟(jì)生活主流�；卮鹣铝袉�(wèn)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(hù)森林，保護(hù)植被

b．加大對(duì)煤和石油的開采，并鼓勵(lì)使用液化石油氣

c．大力發(fā)展風(fēng)能、水力、潮汐能發(fā)電和核電，大力推行太陽(yáng)能的綜合開發(fā)

d．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

(2)科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究，如將CO2和H2以1:4的物質(zhì)的量之比混合通入反應(yīng)器，在適當(dāng)條件下反應(yīng)可獲得一種重要能源。請(qǐng)完成以下化學(xué)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(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：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(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的標(biāo)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(zhì)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(xiàn)測(cè)得CO2相CH3OH (g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=________。

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

Answer 1

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

【解析】(1) 植樹造林能增強(qiáng)光合作用,大量消耗二氧化碳,不符合題意, a錯(cuò)誤；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(jìn)核能、風(fēng)能、潮汐能建設(shè),大力推行太陽(yáng)能的綜合開發(fā)能減少二氧化碳的排放,不符合題意, c錯(cuò)誤；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, d錯(cuò)誤；正確選項(xiàng)b。

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

(3) 在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)；則CO2百分含量保持不變可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a正確；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知容器中混合氣體的質(zhì)量始終保持不變，不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯(cuò)誤；平衡時(shí)濃度不再發(fā)生變化，但各物質(zhì)的濃度之間不一定相等或滿足某種關(guān)系，因此容器中H2濃度與CO2濃度之比為3:1不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c錯(cuò)誤；CO2生成速率與CH3OH生成速率相等滿足反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，且反應(yīng)速率是相反的，因此可以說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，d正確；ad選項(xiàng)正確。根據(jù)圖像可知反應(yīng)進(jìn)行到12min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)生成甲醇的濃度是1.5mol/L。所以根據(jù)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(yīng)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(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-；正確答案：負(fù)；O2+2H2O+4e-=4OH-。