Question

捕碳技术(主要指捕获CO₂)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH₃和(NH₄)₂CO₃已经被用作工业捕碳剂，它们与CO₂可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g)  (NH₄)₂CO₃(aq)ΔH₁
反应Ⅱ：NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g) NH₄HCO₃(aq)ΔH₂
反应Ⅲ：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g) 2NH₄HCO₃(aq)ΔH₃
请回答下列问题：
（2）为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在某温度T₁下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①ΔH₃________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₁～T₂及T₄～T₅两个温度区间，容器内CO₂气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是____________________________________________________________________________。
③反应Ⅲ在温度为T₁时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t₁时，将该反应体系温度迅速上升到T₂，并维持该温度。请在该图中画出t₁时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

（3）利用反应Ⅲ捕获CO₂，在(NH₄)₂CO₃初始浓度和体积确定的情况下，提高CO₂吸收量的措施有________________________(写出2个)。
（4）下列物质中也可能作为CO₂捕获剂的是__________。

A．NH4Cl	B．Na2CO3
C．HOCH2CH2OH	D．HOCH2CH2NH2

Answer 1

（2）①＜　②T₁～T₂区间，化学反应未达到平衡，温度越高，化学反应速率越快，所以CO₂被捕获的量随温度升高而提高。T₄～T₅区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以不利于CO₂捕获
③

（3）降低温度，增加CO₂浓度(或分压)
（4）BD

结合题给图像，用盖斯定律、化学平衡原理作理论指导进行分析、解决相关问题。
（2）①由图1可知，当温度为T₃时，可逆反应达到平衡状态，温度升高，CO₂的浓度逐渐增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则有ΔH₃<0。
②在T₁～T₂区间，此时可逆反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，平衡正向移动，CO₂的捕获量随温度的升高而提高 。在T₄～T₅区间，此时可逆反应已达到平衡状态，由于该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO₂的捕获量随温度的升高而降低。
③t₁时刻，温度迅速升高到T₂，平衡逆向移动，溶液的pH升高，根据化学平衡移动原理，达到新平衡时，溶液的pH低于开始时的pH。
（3）欲提高CO₂的吸收量，应使平衡正向移动，可降低温度或增加CO₂的浓度等。
（4）CO₂为酸性氧化物，可用碱性溶液(如Na₂CO₃溶液)或碱性物质(如HOCH₂CH₂NH₂)等来吸收。