17.研發(fā)二氧化碳的碳捕集和碳利用技術是科學研究熱點問題,其中催化轉化法最具應用價值?;卮鹣铝袉栴}:
(1)常溫常壓下,一些常見物質的燃燒熱如表所示:
名稱 |
氫氣 |
甲烷 |
一氧化碳 |
甲醇 |
ΔH/(kJ?mol-1) |
-285.8 |
-890.3 |
-283.0 |
-726.5 |
已知:CH
3OH(g)=CH
3OH(l)ΔH
1=-38.0kJ?mol
-1則CO(g)+2H
2(g)=CH
3OH(g)ΔH
2=
kJ?mol
-1,該反應在
(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)進行。
(2)CO
2催化加氫制取甲醇,反應如下:
主反應:CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g) ΔH
3=-49.5kJ?mol
-1副反應:CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g) ΔH
4=+41.2kJ?mol
-1在一定條件下,向某1L恒容密閉容器中充入1molCO
2和amolH
2發(fā)生反應,起始總壓強為21.2MPa.實驗測得CO
2的平衡轉化率和平衡時CH
3OH的選擇性隨溫度變化如圖甲所示:
已知:CH
3OH的選擇性=
×100%。圖甲中表示平衡時CH
3OH的選擇性的曲線為
(填“X”或“Y”),溫度高于280℃時,曲線Y隨溫度升高而升高的原因是
。240℃時,反應20min容器內達到平衡狀態(tài),副反應的K=
,初始充入H
2的物質的量a=
mol,主反應的平衡常數(shù)K
p=
(MPa)
-2(用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質的量分數(shù);計算結果保留1位小數(shù))。
(3)一種新型短路膜電化學電池可以緩解溫室效應,裝置如圖乙所示:
該裝置可用于空氣中CO
2的捕獲,緩解溫室效應,由裝置示意圖可知,
向極移動
(填“正”或“負”),負極的電極反應式為
。