17.當(dāng)今中國積極推進(jìn)綠色低碳發(fā)展,力爭在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO
2利用技術(shù),降低空氣中CO
2含量成為研究熱點(diǎn)。在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH
2,1molCO
2氣體同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,Ⅱ如下:
反應(yīng)Ⅰ.CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)ΔH
1 K
1反應(yīng)Ⅱ.CO
2(g)+H
2(g)?CO(g)+H
2O(g)ΔH
2 K
2(1)如圖(a)所示,則ΔH
1-ΔH
2
0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH
2、1molCO
2氣體,CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH
3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖(b)。已知:CH
3OH的產(chǎn)率=
×100%。
①下列說法正確的是
。
A.反應(yīng)過程中,容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
B.反應(yīng)過程中,氣體密度維持不變,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
C.增大壓強(qiáng)能同時(shí)提高CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH
3OH的平衡產(chǎn)率
D.加入對反應(yīng)Ⅰ催化效果更佳的催化劑,可以提高CH
3OH的產(chǎn)率
②475K時(shí),反應(yīng)Ⅱ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)K
p=
(壓強(qiáng)平衡常數(shù):用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)圖(b)中500K以后,CO
2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因
。
(4)反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)速率方程為v
正=k
正?c(CO
2)?c(H
2),逆反應(yīng)速率方程為v
逆=k
逆?c(CO)?c(H
2O),其中k
正、k
逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),只受溫度影響。lgk與
(溫度的倒數(shù))的關(guān)系如圖(圖c)所示,①、②、③、④四條斜線中,表示lgk
正的是
。
(5)我國科學(xué)家研究Li-CO
2電池中取得了重大科研成果。Li-CO
2電池中,Li為單質(zhì)鋰片,CO
2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,CO
2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行,寫出步驟Ⅲ的離子方程式
。
Ⅰ.2CO
2+2e
-=C
2Ⅱ.C
2=CO
2+
Ⅲ.??????
Ⅳ.
+2Li
+=Li
2CO
3