航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 电解 2H2(g)+O2(g)。
(1)将原料气按nCO2:nH2=1:4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随温度升高而减小减小(填“增大”或“减小”)。
②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是温度过低,反应速率小;温度过高,反应向右进行的程度小温度过低,反应速率小;温度过高,反应向右进行的程度小。
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是CECE(填字母代号)。
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
(3)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。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394 kJ•mol-1、-242 kJ•mol-1,Bosch反应的△H=-90-90kJ•mol-1.(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,原因是反应的活化能高反应的活化能高。
③新方案的优点是氢原子利用率为100%氢原子利用率为100%。
电解
【考点】物质的量或浓度随时间的变化曲线.
【答案】减小;温度过低,反应速率小;温度过高,反应向右进行的程度小;CE;-90;反应的活化能高;氢原子利用率为100%
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:4引用:1难度:0.7
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c.A的正反应速率与B的逆反应速率之比为2:1
d.容器内压强不变
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