中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。(1)有效减碳的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是    。 A.电解水制

中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。(1)有效减碳的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是    。 A.电解水制

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中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)有效减碳的手段之一是节能,下列制氢方法最节能的是    。 
A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从3 min到9 min,v(H2)=    mol/(L·min)。 
②能说明上述反应达到平衡状态的是    (填编号)。 
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(3)工业上,CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数:
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×1
2.4×1
1×1
 
下列说法正确的是    。 
A.该反应正反应是放热反应
B.该反应在升高温度时,CH3OH(g)的体积分数减小,说明v(CH3OH)减小,v(CH3OH)增大
C.在T ℃时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100
D.工业上采用稍高的压强(5 Mpa)和250 ℃,是因为此条件下,原料气转化率最高
答案
(1)C(3分) (2)①0.125(2分) ②D(3分)
(3)AC(4分)
解析
(1)电解和高温都需要消耗大量能源,太阳光催化分解水制氢最节能。(2)①根据图像可知,从3 min到9 min内CO2减少了0.25 mol/L,所以H2减少了0.75 mol/L,故v(H2)=0.125mol/(L·min)。②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,故D对;平衡时浓度不再发生变化,但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系,故A错;密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,故B错;选项C中反应速率的方向是相同的,由于速率之比是相应的化学计量数之比,因此C中的关系始终成立,不正确。(3)根据表中数据可知,随着温度的升高,K值是逐渐减小的,这说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,选项A正确;升高温度,v(CH3OH)和v(CH3OH)均增大,选项B不正确;平衡时CO、氢气、甲醇的浓度分别是(mol/L)0.05、0.1、0.05,所以平衡常数K==100,选项C正确;由于正反应是放热的,因此升高温度不利于反应物的转化,故D错,答案选AC。
举一反三
胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(   )
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH="-285.8" kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH="-890.3" kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH="-890.3" kJ/mol
D.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH="+890.3" kJ/mol

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下列表示物质变化的化学用语中,正确的是(  )
A.碱性氢氧燃料电池的负极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
B.用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-Cl2
C.表示乙炔燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(g) ΔH="-1" 256 kJ/mol
D.M与N互为同素异形体,由MNΔH="+119" kJ/mol可知,N比M稳定

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已知:H2(g)+O2(g)H2O(l)ΔH="-285.8" kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH="-890.3" kJ/mol
现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),共放出热量3 242.5 kJ,则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是(  )
A.1∶1B.1∶3C.1∶4D.2∶3

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恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 
ΔH="-196.6" kJ/mol。
  
请回答下列问题:
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:                   
(2)ΔH2=          
(3)恒温恒容时,1 mol SO2和2 mol O2充分反应,放出热量的数值比∣ΔH2    (填“大”、“小”或“相等”)。
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为    ,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为                                                    
(5)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2)增大的有    
a.升高温度
b.充入He气
c.再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)
d.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2 (g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2 (g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是    ;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是    
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煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)已知在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)和CO(g)燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=    ,该反应平衡常数的表达式为K=          ;升高温度,则K值    (填“变大”、“变小”或“不变”)。 
②如果①反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时    (填编号)。 
a.v(CO)∶v(H2)=1∶1
b.碳的质量保持不变
c.v(CO)=v(H2O)
d.容器中的压强不变
③在容积不变的密闭容器中进行①反应,可以使c(CO)增大的是    。 
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2(g)从体系中分离出来
d.加入催化剂
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2组数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所
需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为                      。 
②向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,达到新平衡时CO的转化率    (填“变大”、“变小”或“不变”)。
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