联合国气候变化大会2009年12月7日在丹麦首都哥本哈根拉开帷幕,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇,298.15K时,CO2、H2、与CH3OH、H2O的平均能量与合成甲醇反应的活化能的曲线图如图1所示,据图回答问题:
(1)写出合成甲醇反应的热化学方程式 ;
图1 图2
(2)在图中曲线 (填“a”或“b”)表示加入催化剂的能量变化曲线。
(3)在体积为l L的密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
②该反应的平衡常数为__________________,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1mol CO2和3mol H2
(4)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH――4e―=O2↑+2H2O,则阴极反应式为:_______________________________ 。
有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由:__________________________ 。
恒温下,在容积为1升的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入H2和I2发生可逆反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)△H=-14.9kJ/mol,实验时有关数据如表:
| 容器编号 | 起始浓度mol/L | 平衡时的浓度mol/L | 平衡时放出的热量/KJ | |
| I2 | H2 | HI | ||
| 甲 | 0.01 | 0.01 | 0.004 | Q1 |
| 乙 | 0.02 | 0.02 | a | Q2 |
下列判断正确的( )
A.平衡时,乙中颜色更深,a>0.008
B.平衡时,放出的热量:Q1=1/2Q2=0.149kJ
C.该温度下,该反应的平衡常数K=4
D.平衡后,向甲中再充入0.004mol HI气体,再次达到平衡时HI的百分含量不变