17.空氣中CO
2含量的控制和CO
2資源利用具有重要意義。
(1)燃煤煙氣中CO
2的捕集可通過如圖所示的物質(zhì)轉化實現(xiàn)。
“吸收”后所得的KHCO
3溶液與石灰乳反應的化學方程式為
;載人航天器內(nèi),常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO
2,其原因是
。
(2)合成尿素[CO(NH
2)
2]是利用CO
2的途徑之一。尿素合成主要通過下列反應實現(xiàn)
反應Ⅰ:2NH
3(g)+CO
2(g)═NH
2COONH
4(l)
反應Ⅱ:NH
2COONH
4(l)═CO(NH
2)
2(l)+H
2O(l)
①密閉體系中反應Ⅰ的平衡常數(shù)(K)與溫度的關系如圖甲所示,反應Ⅰ的ΔH
(填“=0”或“>0”或“<0”)。
②反應體系中除發(fā)生反應Ⅰ、反應Ⅱ外,還發(fā)生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[(NH
2CO)
2NH]和尿素轉化為氰酸銨(NH
4OCN)等副反應。尿素生產(chǎn)中實際投入NH
3和CO
2的物質(zhì)的量之比為n(NH
3):n(CO
2)=4:1,其實際投料比值遠大于理論值的原因是
。
(3)催化電解吸收CO
2的KOH溶液可將CO
2轉化為有機物。在相同條件下,恒定通過電解池的電量,電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如圖乙所示。
FE%=
×100%
其中,Q
X=nF,n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉移電子的物質(zhì)的量,F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。
①當電解電壓為U
1V時,電解過程中含碳還原產(chǎn)物的FE%為0,陰極主要還原產(chǎn)物為
(填化學式)。
②當電解電壓為U
2V時,陰極由
生成CH
4的電極反應式為
。
③當電解電壓為U
3V時,電解生成的C
2H
4和HCOO
-的物質(zhì)的量之比為
(寫出計算過程)。