20.我國提出了碳達峰、碳中和的目標(biāo),控制大氣中的CO
2濃度,減緩溫室效應(yīng),將CO
2轉(zhuǎn)化為高附加值化工產(chǎn)品成為當(dāng)前科技工作者的一個重要課題。回答下列問題:
(1)工業(yè)生產(chǎn)尿素的基本原料為CO
2、NH
3,反應(yīng)歷程中的能量變化如圖所示(反應(yīng)歷程中的有關(guān)物質(zhì)均為氣態(tài))。寫出制備尿素的熱化學(xué)方程式:
。
(2)一定條件下,通過H
2的還原作用,CO
2可轉(zhuǎn)化為甲醚(CH
3OCH
3),反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)
反應(yīng)Ⅲ:2CH
3OH(g)?CH
3OCH
3(g)+H
2O(g)
將H
2與CO
2按照3:1的體積比通入p=4Mpa的恒壓容器中,反應(yīng)過程中CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率(X)與含碳物質(zhì)的平衡收率(Y)隨溫度變化如圖所示。520K達到平衡時,n(H
2):n(H
2O)=7.7:1。
已知:Ⅰ.選擇性(α)=
目標(biāo)產(chǎn)物中碳原子的物質(zhì)的量
×100%
Ⅱ.(收率)(Y)=
目標(biāo)產(chǎn)物中碳原子的物質(zhì)的量
×100%
①520K時,甲醚的選擇性為
(保留兩位有效數(shù)字)。該溫度下,反應(yīng)Ⅰ的壓強平衡常數(shù)K
p=
(保留兩位有效數(shù)字)。
②甲醚的選擇性在520K到535K范圍內(nèi)隨溫度的升高
(填“減小”、“不變”或“增大”),理由是
(通過計算說明)。
(3)浙江大學(xué)伍廣朋研究員課題組開發(fā)出新型有機硼催化劑,利用環(huán)氧化合物將CO
2轉(zhuǎn)化為環(huán)狀碳酸酯,反應(yīng)機理如圖。
總反應(yīng)的化學(xué)方程式是
,該反應(yīng)的催化劑是物質(zhì)
(填“i~v”)。