随着科学技术的发展和环保要求不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。

I.工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:

NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH1

2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH2

(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3

则ΔH3 =______(用含ΔH1 、ΔH2 的代表式表示)。

II.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的化学反应方程式为:CO2 (g)+4H2(g)  CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的体积分数随温度的升高而增加。

(1)该反应的ΔS_____0(填“>”、“=”、“<”),该反应的ΔH____0(填“>”、“<”)。

(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应,温度T下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如下图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是___。

A.体系压强保持不变

B.混合气体密度保持不变

C.甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变

D.H2的质量分数保持不变

(3)温度T下,反应前20秒的平均速率v(H2)= _________(用含a、b的代数式表示)。

(4)温度T下,该反应的平衡常数K=_________(用含a、b的代数式表示)。

(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)_________;CO2转化率_________(填“增大”“减小”或“不变”)。

III.工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:

①在阳极区发生的反应包括_________和H++HCO3-=CO2↑+H2O。

②简述CO32-在阴极区再生的原理:_________。

近年来全国各地长期被雾霾笼罩,雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上。已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒(PM2.5)等有害物质。目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法。根据下列示意图回答有关问题:

(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:

写出该反应的热化学方程式:_________________

(2)空燃比较易产生CO,有人提出可以设计反应2CO(g)===2C(s)+O2(g)来消除CO的污染。判断该设想是否可行,并说出理由:_____________________。

(3)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:

(Ⅱ)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH <0 。若该反应在恒压的密闭容器中进行,则下列有关说法正确的是_______________

A.其他条件不变,增大催化剂与反应物的接触面积,能提高反应速率,使平衡常数增大

B.平衡时,其他条件不变,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率减小

C.在恒温条件下,混合气体的密度不变时,反应达到化学平衡状态

D.平衡时,其他条件不变,增大NO的浓度,反应物的转化率都增大

(4)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅱ),经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。以下说法正确的是__________。

A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高

B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响

C.在该题条件下,两种催化剂分别适宜于55 ℃和75 ℃左右脱氮甲醇﹣空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,其工作原理示意图如图甲,

该燃料电池的电池反应式为 2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)

①负极的电极反应式为_______________,氧气从_______________(填b或c)口通入

②用该原电池电解AgNO3溶液,若Fe电极增重5.4g,则燃料电池在理论上消耗的氧气的体积为________mL(标准状况)

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