減少二氧化碳的排放、捕集利用二氧化碳是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。
(1)科學(xué)家研究利用回收的CO2制取甲醛(HCHO),已知:
①HCHO (g)+O2(g)═CO2(g)+H2O(g)△H1=-480k/mol
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-486kJ/mol
則由CO2和H2合成甲醛的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g)△H=-6kJ?mol-1
CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g)△H=-6kJ?mol-1
。
(2)工業(yè)上用CO2和H2反應(yīng)合成甲醚:2CO2(g)+6H2(g)?CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0。
①向一絕熱恒容密閉容器中,加入2molCO2和5molH2發(fā)生上述反應(yīng),能夠說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 cd
cd
(填字母)。
a.2v正(CO2)=v逆(CH3OCH3)
b.容器內(nèi)氣體密度保持不變
c.容器內(nèi)溫度保持不變
d.容器內(nèi)比值保持不變)
②在催化劑存在的恒容密閉容器里,保持CO2、H2初始加入量不變,測得在不同溫度下,反應(yīng)相同的時間,容器內(nèi)H2的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如圖1所示。氫氣的物質(zhì)的量在溫度高于800K后增大的可能原因是 800 K時,反應(yīng)達(dá)平衡,800 K后平衡逆向移動,氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
800 K時,反應(yīng)達(dá)平衡,800 K后平衡逆向移動,氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
、溫度過高催化劑活性降低,單位時間內(nèi)H2的消耗量減小
溫度過高催化劑活性降低,單位時間內(nèi)H2的消耗量減小
。
(3)一定條件下,CO2與NH3可合成尿素[CO(NH2)2]:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(g)+H2O(g)。某溫度下,在容積為1L的恒容密閉容器中,按不同氨碳比加入總量為3mol的CO2和NH3混合氣體發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)到平衡時有關(guān)量隨氨碳比的變化曲線如圖2所示。其中,c表示尿素在平衡體系中的體積百分比。
①表示NH3轉(zhuǎn)化率的曲線是 b
b
(填“a”或“b”);
②M點(diǎn)對應(yīng)的百分比y=36.4
36.4
(保留三位有效數(shù)字)。
(4)科研人員通過電解酸化的CO2制備CH3OCH3,裝置如圖3所示。
電解過程中,陰極的電極反應(yīng)式為 2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O
2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O
,產(chǎn)生1molO2時,通過質(zhì)子交換膜的質(zhì)子的物質(zhì)的量為 4mol
4mol
。