19.在“碳達峰、碳中和”的目標引領下,對減少二氧化碳排放的相關技術研究正成為世界各國的前沿發(fā)展方向。回答下列問題:
(1)利用CH
4-CO
2干重整反應不僅可以對天然氣資源綜合利用,還可以緩解溫室效應對環(huán)境的影響。
①該反應一般認為通過如圖步驟來實現(xiàn):
I.CH
4(g)=C(ads)+2H
2(g)
II.C(ads)+CO
2(g)=2CO(g)
上述反應中C(ads)為吸附活性炭,反應歷程的能量變化如圖所示:
反應I是
(填“慢反應”或“快反應”),干重整反應的熱化學方程式為
。(選取圖中E
1、E
2、E
3、E
4、E
5表示反應熱)。
②在恒壓條件下,等物質的量的CH
4(g)和CO
2(g)發(fā)生干重整反應時,各物質的平衡轉化率隨溫度變化如圖1所示。已知在干重整中還發(fā)生了副反應:H
2(g)+CO
2(g)=H
2O(g)+CO(g)ΔH>0,則表示CO
2平衡轉化率的是曲線
(填“A”或“B”),判斷的依據是
。
③在恒壓p、800K條件下,在密閉容器中充入等物質的量的CH
4(g)和CO
2 (g),若曲線A對應物質的平衡轉化率為40%,曲線B對應物質的平衡轉化率為20%,則以上反應平衡體系中 n(H
2):n(H
2O)=
,則干重整反應的平衡常數K
p=
(用平衡分壓代替平衡濃度表示,分壓=總壓×物質的量分數,列出計算式,無需化簡)。
(2)二氧化碳電還原反應提供了一種生產乙醇的方法,已知反應過程中在三種不同催化劑表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某個基元反應的能量變化如圖2所示(IS表示始態(tài),TS表示過渡態(tài),F(xiàn)S表示終態(tài),*表示催化劑活性中心原子)??茖W家研究發(fā)現(xiàn)銅表面涂覆一層氮摻雜的碳(N-C)可以提高乙醇的選擇性,其原因可能是
。
(3)科學家通過使用雙極膜電滲析法來捕獲和轉化海水中的CO
2,其原理如圖所示。
①寫出與電源正極相連一極上的電極反應式:
。
②下列說法正確的是
(填字母)。
A.循環(huán)液1和循環(huán)液2中的陰離子種類相同
B.隔膜1為陽離子交換膜,隔膜2為陰離子交換膜
C.水的電離程度:處理后海水1>處理后海水2
D.該方法可以同時將海水進行淡化海水