摘要:31.CO2和CH4是两种重要的温室气体.通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标. (1)250℃时.以镍合金为催化剂.向4 L容器中通入6 mol CO2.6 mol CH4.发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g).平衡体系中各组分体积分数如下表: 物质 CH4 CO2 CO H2 体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4 ①此温度下该反应的平衡常数K= . ②已知:I.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1 II.CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H2 III.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3 反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H= (用△H1 △H2 △H3表示). ③对上述反应II:CO(g) + H2O(g) CO2 (g)+ H2(g) ΔH 2 = −41 kJ/mol.起始时在密闭容器中充入1.00 molCO 和 1.00 molH2O.分别进行以下实验.探究影响平衡的因素(其它条件相同且不考虑任何副 反应的影响).实验条件如下表: ①实验中c(CO2)随时间变化的关系见下图.请在答题卡的框图中.分别画出实验②和③中c(CO2)随时间变化关系的预期结果示意图. (2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂.可以将CO2和CH4直接转化成乙酸. ①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示.250-300℃时.温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 . ②为了提高该反应中CH4的转化率.可以采取的措施是 . (3)以甲醇为燃料的新型电池.其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池.目前得到广泛的研究.右图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图.回答下列问题: ①B极的电极反应式为 . ②若用该燃料电池做电源.用石墨做电极电解硫酸铜溶液.当电路中转移1mole- 时.实际上消耗的甲醇的质量比理论上大.可能原因是 .

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(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:

物质
CH4
CO2
CO
H2
体积分数
0.1
0.1
0.4
0.4
①此温度下该反应的平衡常数K=           。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H="2.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=              ;
③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1~t2℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是                                   ;
(?代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)
④为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是                     ;
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2,则上述平衡向          (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)以CO2为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成,写出其结构简式:                    ;
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为      。

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