【题目】以氧化铝为原料,通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN);通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2可通过二氧化碳甲烷化再利用。

请回答:

(1)已知:2Al2O3(s)===4Al(g)+3O2(g) ΔH1=3 351 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1

2Al(g)+N2(g)===2AlN(s) ΔH3=-318 kJ·mol-1

碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是________________________,

该反应自发进行的条件________。

(2)在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混合气体(体积比1∶4,总物质的量a mol)进行反应,测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。

反应Ⅰ CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH4

反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5

图1 图2

①下列说法不正确的是________。

A.ΔH4小于零

B.温度可影响产物的选择性

C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少

D.其他条件不变,将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3,可提高CO2平衡转化率

②350 ℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为V L,该温度下反应Ⅰ的平衡常数为________(用a、V表示)。

③350 ℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400 ℃下0~t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。__________________________

图3

(3)据文献报道,CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷,生成甲烷的电极反应式是______。

 0  192061  192069  192075  192079  192085  192087  192091  192097  192099  192105  192111  192115  192117  192121  192127  192129  192135  192139  192141  192145  192147  192151  192153  192155  192156  192157  192159  192160  192161  192163  192165  192169  192171  192175  192177  192181  192187  192189  192195  192199  192201  192205  192211  192217  192219  192225  192229  192231  192237  192241  192247  192255  203614 

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