Question

联合国气候变化大会2009年12月7日在丹麦首都哥本哈根拉开帷幕，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。
工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇，298.15K时，CO₂、H₂、与CH₃OH、H₂O的平均能量与合成甲醇反应的活化能的曲线图如图1所示，据图回答问题：

   图1                                        图2

（1）写出合成甲醇反应的热化学方程式                                         ；
            

（2）在图中曲线     （填“a”或“b”）表示加入催化剂的能量变化曲线。

（3）在体积为l L的密闭容器中，充入lmolCO₂和3molH₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图2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该反应的平衡常数为__________________，升高温度，K值      （填“增大”、“减小”或“不变”）。

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

（4）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：2CO₂＝2CO＋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：__________________________                             。

Answer 1

（1）CO₂(g)+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g） △H=-（n-m）kJ/mol（2分）

（2）b（1分）

（3）①0.225（2分）   ②5.33（2分），减小（1分）    ③CD（2分）

（4）2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-（2分）

     不可行，△G=△H-T△S﹥0不自发（2分）