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合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。
(1)科学家利用Li4SiO4吸附CO2有着重要的现实意义。CO2的回收及材料再生的原理如图所示:

①“吸附”过程中主要反应的化学方程式为 
CO2+Li4SiO4⇌Li2CO3+Li2SiO3
CO2+Li4SiO4⇌Li2CO3+Li2SiO3

②为了探究Li4SiO4的吸附效果,在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4,通入12mol不同比例的N2和CO2混合气体,控制反应时间均为2小时,得到Li4SiO4 吸附CO2后固体样品质量分数与温度的关系如图所示。

该反应为
放热
放热
反应(填“吸热”或“放热”)。保持A点的温度不变,若所用刚性容器体积变为原来的两倍,则平衡时c(CO2)较原平衡
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”)。若在A点CO2的吸收率为60%,则A点吸收的CO2的质量为
237.6
237.6
g。
(2)工业上利用 CO2转化为甲醇,可发生反应有:
反应 I:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ•mol-1
将1molCO2和4molH2充入2L恒容密闭容器中,反应相同时间,温度对CO2转化率和催化剂 选择性的影响如图所示。(注:催化剂的选择性是指发生反应的CO2转化为 CH3OH 或CO的百分比)

①结合图1和图2分析,不改变投料,若容器体积可变化,为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,选择最佳反应条件为
B
B
(填标号)。
A.350℃、低压
B.350℃、高压
C.500℃、低压
D.500℃、高压
②400~550℃,CO2转化为CH3OH 的百分比在下降,但CO2的转化率在升高,原因是 
400~550℃,反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,CO2转化为CH3OH的百分比下降,反应Ⅱ为吸热反应,升温平衡正向移动,CO2的转化率升高
400~550℃,反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,CO2转化为CH3OH的百分比下降,反应Ⅱ为吸热反应,升温平衡正向移动,CO2的转化率升高

(3)某光电催化反应器利用原电池原理可以实现CO2制异丙醇,装置如图所示,A极是Pt/CNT 电极,B极是TiO2电极。写出B极发生的电极反应式:
2H2O-4e-=O2↑+4H+
2H2O-4e-=O2↑+4H+

【答案】CO2+Li4SiO4⇌Li2CO3+Li2SiO3;放热;不变;237.6;B;400~550℃,反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,CO2转化为CH3OH的百分比下降,反应Ⅱ为吸热反应,升温平衡正向移动,CO2的转化率升高;2H2O-4e-=O2↑+4H+
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:18引用:1难度:0.5
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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