17.二氧化碳的排放日益受到環(huán)境和能源領(lǐng)域的關(guān)法,其綜合利用是研究的重要課題。回答下列問題:
(1)已知下列熱化學(xué)方程式:
反應(yīng)Ⅰ:CO
2(g)+4H
2(g)?CH
4(g)+2H
2O(g)ΔH
1=-164.9kJ?mol
-1反應(yīng)Ⅱ:CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)ΔH
2=+41.2kJ?mol
-1則反應(yīng)CH
4(g)+H
2O(g)?CO(g)+3H
2(g)ΔH
3=
kJ?mol
-1。
(2)①向體積均為VL的恒壓密閉容器中通入1molCO
2、3molH
2,分別在0.1MPa和1MPa下發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,分析溫度對平衡體系中CO
2、CO、CH
4的影響,設(shè)這三種氣體物質(zhì)的量分數(shù)之和為1,其中CO和CH
4的物質(zhì)的量分數(shù)與溫度變化關(guān)系如圖所示。下列敘述能判斷反應(yīng)體系達到平衡的是
(填標號)。
A.CO
2的消耗速率和CH
4的消耗速率相等
B.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
C.容器內(nèi)氣體壓強不再發(fā)生變化
②圖中表示1MPa時CH
4的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線是
(填字母),理由是
;550℃條件下,tmin反應(yīng)達到平衡,平衡時容器的體積為
L,反應(yīng)Ⅱ的K
p=
。(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
(3)一種從高爐氣回收CO
2制儲氫物質(zhì)HCOOH的綜合利用示意圖如圖所示:
①某溫度下,當吸收池中溶液的pH=8時,此時該溶液中
=
[已知:該溫度下K
a1(H
2CO
3)=5.0×10
-7mol?L
-1,K
a2(H
2CO
3)=5.0×10
-11mol?L
-1]。
②利用電化學(xué)原理控制反應(yīng)條件能將CO
2電催化還原為HCOOH,電解過程中還伴隨著析氫反應(yīng),若生成HCOOH的電解效率為80%,當電路中轉(zhuǎn)移3mole
-時,陰極室溶液的質(zhì)量增加
g[B的電解效率=
]。