Question

所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题．

Answer 1

解题思路：（1）①已知平衡时c（H₂）=1.6mol，所以c（CO₂）=1.6mol，根据公式求出v（CO₂）

②第二组温度比第一组高，反应物物质的量比第一组减半，但是平衡时H₂的物质的量比第一组的一半少，表明该反应为放热反应；依据图表数据列式计算平衡浓度，结合化学平衡常数概念计算；

（2）根据，再利用盖斯定律来分析甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式；

（3）①燃料电池的工作原理，正极上是二氧化碳发生得电子发生还原反应；

②有学者设想以如图所示装置用电化学原理将CO₂转化为重要化工原料．若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH．

（1）①已知平衡时c（H₂）=1.6mol，所以c（CO₂）=1.6mol，v（CO₂）=

1.6mol

2L

6min=0.13mol/（L•min），故答案为：0.13mol/（L•min）；

②实验1中CO的转化率为[1.6mol/4mol]×100%=40%，实验2中CO的转化率为[0.4mol/0.4mol]×100%=20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应放热，实验2条件下，

H₂O（g）+CO（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）

初始浓度 0.5mol/L 1mol/L 0 0

转化浓度 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l

平衡浓度 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l

K=

c(CO 2)c(H 2)

c(H2O)c(CO)=[0.2×0.2/0.3×0.8]=0.17，

由上可知生成氢气的反应为放热反应，故可采取降温的方法增大氢气产率；

故答案为：0.17；放热；降温；

（2）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ/mol

②2CO （g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ/mol

由盖斯定律可知用[①−②/2]得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（g），该反应的反应热△H=

−1275.6kJ•mol −1−(−566.0kJ•mol −1)

2=-354.8kJ•mol^-1，

故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（g）△H=-354.8kJ•mol^-1；

（3）①若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，电池总反应式为CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，则正极上是二氧化碳得到电子生成甲醇，电极反应式为：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，

②负极反应为 3H₂-6e^-=6H⁺，当电路中有1mol e^-流过，负极产生6molH⁺，但正极刚好也消耗6molH⁺，则负极区的pH不变．

故答案为：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；负极反应为 3H₂-6e^-=6H⁺，当电路中有1mol e^-流过，负极产生6molH⁺，但正极刚好也消耗6molH⁺，则负极区的pH不变；

点评：

本题考点： 化学平衡的计算；热化学方程式；化学电源新型电池；反应速率的定量表示方法．

考点点评： 本题考查了化学平衡的影响因素分析判断，平衡常数计算应用，盖斯定律的计算应用，原电池电极反应的书写方法等，题目难度中等．