Question

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。

(1)目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验，在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO₂和3.25molH₂，在一定条件下发生反应，测定CO₂、CH₃OH和H₂O(g)的浓度随时间变化如图所示：

①写出该工业方法制取甲醇的化学方程式：                         。

②从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝                  。

③反应到达平衡后，再向该容器中通入1 mol CO₂和3.25 mol H₂，重新到达平衡后，H₂的转化率将                （填增大、减小或不变）

④下列措施中一定能使n(CH₃OH)/ n(CO₂)增大的是：                 。

A．向容器中充入一定量的氦气     B．充入CO₂   

C．将水蒸气从体系中分离         D．用更有效的催化剂

（2）可燃性的有机物和氧气在理论上都可以作为燃料电池中的反应物，请写出CH₃OH —O₂—KOH燃料电池的负极的电极反应式：                    

（3）若将一定数量的C₃H₈—O₂—KOH燃料电池按一定方式组成电池组以满足电解需要的电压。现用该电池组电解500mL某CuSO₄的稀溶液（用铂为电极），电解后的溶液需要加入98克Cu(OH）₂才能使溶液恢复到原硫酸铜溶液的浓度和质量。若忽略电池组在电解过程中的能量损失，其能量全部用来电解CuSO₄溶液，则：

①原CuSO₄溶液物质的量浓度         

②该电池组消耗的丙烷在标准状况时的体积        

Answer 1

(16分) (1) ①CO₂ + 3H₂  CH₃OH + H₂O（3分）

②0.1125mol·min^－1（2分）    ③增大（2分）    ④C（2分）

(2) CH₃OH + 8OH^－– 6e^－= CO₃^2－+ 6H₂O（3分）

（3）①                     (2分)

    ②  C₃H₈    ～    20e^- 

        22.4L         20mol

         V            4mol                 V=4.48L  （2分）