如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用碳資源的研究顯得尤為緊迫．
在催化劑作用下，CO2和H2可以制取甲醇和乙醇．
如：2CO2（g）+6H2（g）
催化劑
 CH3CH2OH（g）+3H2O（g）．
（Ⅰ） 在一定壓強(qiáng)下，利用CO2反應(yīng)制取乙醇，測得反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)如下表．分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題：
溫度/k
CO2轉(zhuǎn)化率/%
n（H2）/n（CO2）		 500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2.0 60 43 28 15
3.0 83 62 37 22
（1）溫度升高，平衡常數(shù)K值將
減小
減小
（填“增大”、“減小”、或“不變”）．提高氫碳比[n（H2）/n（CO2）]，平衡常數(shù)K值將
不變
不變
（填“增大”、“減小”、或“不變”）．
（2）在600K時反應(yīng)達(dá)到平衡，要使該平衡向右移動，其它條件不變時，可以采取的措施有
AB
AB
（填序號）．
A．縮小反應(yīng)器體積   B．通入CO2 C．升高溫度到800K   D．使用合適的催化劑
（Ⅱ）某溫度下，在體積為l L的密閉容器中充入lmol CO2和4mol H2，測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
（1）從反應(yīng)開始到平衡，甲醇的平均反應(yīng)速率v（CH3OH）=
0.075mol/（L?min）
0.075mol/（L?min）
；
（2）氫氣的平衡濃度為
1.75
1.75
mol/L．
分析：（Ⅰ）（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，n（H2）/n（CO2）一定情況下，溫度越高，CO2轉(zhuǎn)化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動．
②根據(jù)平衡常數(shù)只與溫度有，溫度不變，平衡常數(shù)就不變；
（2）根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響進(jìn)行分析解答；
（Ⅱ）（1）根據(jù)反應(yīng)速率v=
△c
△t
來計算回答；
（2）利用三段式解題法計算；
解答：解：（Ⅰ）（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，n（H2）/n（CO2）一定情況下，溫度越高，CO2轉(zhuǎn)化率越低，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以平衡常數(shù)k減��；
故答案為：減��；
②平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，提高氫碳比[n（H2）/n（CO2）]，但溫度不變，所以平衡常數(shù)K值將比變，
故答案為：不變；
（2）A．該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，縮小反應(yīng)器體積，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，故A正確；
B．通入CO2 ，反應(yīng)物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，故B正確；
C．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度到800K，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故C錯誤；
D．使用合適的催化劑，加快反應(yīng)速率，但平衡不移動，故D錯誤；
故選：AB；
（Ⅱ）（1）從反應(yīng)開始到平衡，甲醇的平均反應(yīng)速率v（CH3OH）=
△c
△t
=
0.75mol/L
10s
=0.075mol/（L?S），
故答案為：0.075 mol/（L．min）；
（2）利用三段式解題法計算   
                CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
開始（mol/L）：1        4               0           0
變化（mol/L）：0.75     2.25             0.75       0.75 
平衡（mol/L）：0.25     1.75             0.75       0.75
氫氣的平衡濃度為1.75mol/L，故答案為：1.75；
點評：本題考查了圖象分析題，難度不大，注意外界條件對化學(xué)平衡的影響、平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率的計算等問題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2012?信陽二模）如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視．為減小和消除CO2對環(huán)境的影響，一方面世界各國都在限制其排放量，另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對CO2創(chuàng)新利用的研究．
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．為探究該反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實驗：某溫度下，在容積為2L的密閉容器中，充入1mol CO2和3.25mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物質(zhì)的量（n）隨時間變化如右圖所示：
①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.1125mol/（L?min）
0.1125mol/（L?min）
．
②下列措施中一定不能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是
ACD
ACD
．
A．在原容器中再充入1mol CO2        B．在原容器中再充入1mol H2
C．在原容器中充入1mol氦氣         D．使用更有效的催化劑
E．縮小容器的容積                  F．將水蒸氣從體系中分離
（2）常溫常壓下，飽和CO2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5mol/L．若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3?HCO3-+H+的電離平衡常數(shù)K=
4.2×10-7
4.2×10-7
．（已知：10-5.6=2.5×10-6）．
（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將4.48L CO2通入200mL 1.5mol/L的NaOH溶液，所得溶液中離子濃度由大到小的順序為
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）
．
（4）如圖是甲醇燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液）的結(jié)構(gòu)示意圖，則a處通入的是
甲醇
甲醇
（填“甲醇”或“氧氣”），其電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
．
（5）已知，常溫下Ksp（AgCl）=2.0×10-10，Ksp（AgBr）=5.4×10-13．向AgNO3溶液中加入KBr和KCl，當(dāng)兩種沉淀共存時，溶液中c（Br-）和c（Cl-）的比值為
2.7×10-3
2.7×10-3
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

隨著人類對溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了各國的普遍關(guān)注
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實驗：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol
測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
①反應(yīng)開始到平衡，H2的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.225
0.225
mol/（L?min）．H2的轉(zhuǎn)化率為
75%
75%
．
②下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
CDF
CDF
．
A、升高溫度                       B、充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
C、將H2O（g）從體系中分離           D、再充入1mol CO2和3mol H2
E、使用催化劑                      F、縮小容器體積
（2）①反應(yīng)進(jìn)行到3分鐘時，同種物質(zhì)的v正 與v逆的關(guān)系：v正
＞
＞
v逆 （填＞，=，＜）
②上述反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
，
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
，
，經(jīng)計算該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值為
16
3
16
3
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2012?棗莊二模）碳和碳的化合物在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了各國的普遍重視．
（1）化學(xué)與以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)．下列做法違背發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的是
B
B
（填序號）
A．提高原子利用率，發(fā)展綠色化學(xué)
B．大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)，鼓勵市民購買家用汽車
C．推廣煤的氣化、液化技術(shù)，提供清潔高效燃料
D．開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能、氫能、核能等能源
（2）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離除去CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學(xué)裝置可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2═2CO+O2，CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)式為：4OH--4e-→O2↑+2H2O，則陰極反應(yīng)式為
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-．
2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-．
．
（3）CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實現(xiàn)碳循環(huán)．在體積為lL的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1，
則得CO2和CH2OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
①從3min到8min，v（H2）=
0.15mol/（L?min），
0.15mol/（L?min），
．
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
D
D
（填編號）．
A．反應(yīng)中CO2與CH2OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1（即圖中交叉點）
B．混合氣體的密度不隨時聞的變化而變化
C．單位時間內(nèi)每消耗3mol H2，同時生成1mol H2O
D．CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
（4）已知：
①C（s）+O2（g）═CO2（g），△H1=-437.3kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g），△H2=-571.6kJ?mol-1
③2CO（g）+O2（g）═2CO2（g），△H3=-566.0kJ?mol-1
則：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），△H=
+131.5kJ?mol-1
+131.5kJ?mol-1
．
（5）某文獻(xiàn)報道：在30℃、30MPa條件下，以Fe、COCl2作催化劑，CO2和H2反應(yīng)生成丁烷和戊烷．假定在一容器中充入一定量的CO2和H2，加入催化劑，若CO2和H2的轉(zhuǎn)化率均為100%，產(chǎn)物只有丁烷和戊烷，
n(H2)n(CO2)
=a，則a的取值范圍為
3.2＜a＜3.25
3.2＜a＜3.25
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（2011?天河區(qū)一模）如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，已受到各國的普遍重視．
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H=-49.0kJ/mol測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.45
0.45
mol/（L?min）．
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
k=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
k=
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
．
③其它條件不變，下列措施中能使
n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
BC
BC
．
A．升高溫度                          B．再充入1mol CO2和3mol H2
C．將H2O（g）從體系中分離              D．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
（2）CO2是典型的酸性氧化物，能轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)．
①利用CO2可制得純堿，純堿溶液PH
大于
大于
7（填大于、等于、小于）；原因是（用離子反應(yīng)方程式表示）
CO32-+H2OHCO3-+OH-
CO32-+H2OHCO3-+OH-
．
②一定溫度下，在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液，觀察到的現(xiàn)象是
有沉淀析出
有沉淀析出
；產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是
飽和碳酸溶液中存在CaCO3（ag）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液，溶液中c（CO32-）增大，平衡向逆方向移動
飽和碳酸溶液中存在CaCO3（ag）Ca2+（aq）+CO32-（aq），加入在碳酸鈣飽和溶液中滴加飽和碳酸鈉溶液，溶液中c（CO32-）增大，平衡向逆方向移動
．
（3）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離除去CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學(xué)裝置可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2=2CO+O2　，CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為：4OH--4e-=O2↑+2H2O則陰極反應(yīng)式為：
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2009?鎮(zhèn)江一模）隨著人類對溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了各國的普遍重視．
（1）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實驗：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol，測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．

①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）=
0.225
0.225
mol/（L?min）．
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)
．
③下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是
C、D
C、D
．
A．升高溫度                  B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
C．將H2O（g）從體系中分離     D．再充入1mol CO2和3mol H2
（2）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2．某種電化學(xué)裝置可實現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為：4OH--4e-=O2↑+2H2O，則陰極反應(yīng)式為：
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-
．
有人提出，可以設(shè)計反應(yīng)2CO=2C+O2（△H＞0、△S＜0）來消除CO的污染．請你判斷是否可行并說出理由：
不可行，該反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行
不可行，該反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行
．

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