【题目】低碳经济备受关注,CO2的捕捉、排集、利用成为科学家研究的重要课题。太空舱产生的 CO2用下列反应捕捉,以实现 O2的循环利用。

Sabatier 反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

水电解反应:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)

(1)将原料气按 n(CO2) n(H2)=14 置于密闭容器中发生 Sabatier 反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)

①该反应的平衡常数 K 随温度升高而________(增大减小”)

②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是________

③下列措施能提高 CO2 转化效率的是________(填标号)

A. 适当减压

B. 增大催化剂的比表面积

C. 反应器前段加热,后段冷却

D. 提高原料气中 CO2 所占比例

E. 合理控制反应器中气体的流速

(2)将一定量的 CO2(g) CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g) Δ H =+248 kJ·mol1

为了探究该反应的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入CO2 CH4 ,使其物质的量浓度均为1.0mol·L1,平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线如图, v c(CH4) v c(CO)。则与 v c (CH4)相对应曲线是图中________(”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度反应重新达到平衡,则此时曲线甲对应的平衡点可能为________(“D”“E”“F”)

(3)用稀氨水喷雾捕集 CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时,气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中,分别在不同温度下进行反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)CO2 (g)。实验测得的有关数据见下表( t1 < t2 < t3 )

氨基甲酸铵分解反应是________(放热吸热”)反应。15℃时此反应的化学平衡常数 K ________

(4)一种新的循环利用方案是用 Bosch 反应 CO2(g)+2H2(g) C(s)+2H2O(g)代替 Sabatier 反应。

已知 CO2(g)H2O(g)的生成焓分别为–394 kJmol1 –242 kJmol1 Bosch 反应的Δ H ________kJmol1(生成焓指一定条件下由对应单质生成 1mol 化合物时的反应热)

②一定条件下 Bosch 反应必须在高温下才能启动,原因是________

③该新方案的优点是________

 0  198380  198388  198394  198398  198404  198406  198410  198416  198418  198424  198430  198434  198436  198440  198446  198448  198454  198458  198460  198464  198466  198470  198472  198474  198475  198476  198478  198479  198480  198482  198484  198488  198490  198494  198496  198500  198506  198508  198514  198518  198520  198524  198530  198536  198538  198544  198548  198550  198556  198560  198566  198574  203614 

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