Question

（16分）Ⅰ．如何降低大气中CO₂的含量及有效利用CO₂，目前已引起各国普遍重视。
（1）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1 mol CO₂和3 mol H₂，在500℃下发生反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)  CH₃OH(g)＋H₂O(g) 。
实验测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。                                                              

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝_____________________；
②图2是改变温度时H₂的化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应是
     热（填“吸”或“放”）反应。
③该反应的平衡常数K为     （保留两位小数）。若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值      （填“增大”、“减小”或“不变”），
④500℃达平衡时，CH₃OH的体积分数ω为       。
（2）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_________      ____   ___。
Ⅱ．工业上可利用煤的气化产物（CO和H₂）合成二甲醚（CH₃OCH₃），其三步反应如下：
1.                   2H₂ (g)＋CO(g) CH₃OH (g)          ΔH＝－90.8 kJ·mol^-1
② 2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)    ΔH＝－23.5 kJ·mol^-1
③ CO(g)＋H₂O(g) CO₂ (g)＋H₂(g)       ΔH＝－41.3 kJ·mol^-1
（3）总合成反应的热化学方程式为__________                          _  。
（4）一定条件下的密闭容器中，上述总反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。

A．高温高压

B．加入催化剂

C．减少CO2的浓度

D．增加CO的浓度

E．分离出二甲醚
（5）已知反应②2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c / mol·L-1	0.44	0.60	0.60

此时，v (正) _____ v (逆) （填“＞”、“＜”或“＝”）。

Answer 1

Ⅰ．（1）① 0.225 mol·L^-1·min^-1 （2分）；   
② 放（1分）
③5.33 （2分）；减小（1分）；   
④ 30% 或 0.30 （2分）
（2）2CO₂＋2H₂O＋4e^－＝2CO＋4OH^－ （2分）
Ⅱ．（3）3H₂(g)＋3CO(g)  CH₃OCH₃(g)＋CO₂ (g)   ΔH ＝ －246.4kJ·mol^-1（3分）
（4）C E （2分） ；
（5）＞（1分）

解析