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

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．为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______mol/（L?min）．②该反应的平衡常数表达式为______．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（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：______．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）①v（CO₂）=

1.00mol/L?0.25mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），则v（H₂）=3×v（CO₂）=0.225mol/（L?min），
故答案为：0.225；
②平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，即k=

c(CH3OH)×c(H2O)

c(CO2)×c3(H2)

，
故答案为：k=

c(CH3OH)×c(H2O)

c(CO2)×c3(H2)

；
③使

n(CH3OH)

n(CO2)

增大应使平衡向正反应方向移动：
A．该反应正反应为放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，故A错误；
B．充入He气，参加反应的物质的浓度不变，平衡不移动，故B错误；
C．将H₂O（g）从体系中分离，生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，故C正确；
D．再充入1molCO₂和3molH₂，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，故D正确．
故答案为：CD；
（2）阴极发生还原反应，CO₂被还原生成CO，阴极反应为：2CO₂+4e^-+2H₂O=2 CO+4OH^-；
反应2CO=2C+O₂（△H＞0、△S＜0），则△G=△H-T?△S＞0，反应是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行，
故答案为：2CO₂+4e^-+2H₂O=2 CO+4OH^-；不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行．