捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应I:2NH3(1)+H2O(1)+CO2(g)⇌(NH4)2CO3 (aq)+Q1
反应II:NH3(1)+H2O(1)+CO2(g)⇌NH4HCO3(aq)+Q2
反应III:(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)⇌2NH4HCO3(aq)+Q3
请回答下列问题:
(1)Q1与Q2、Q3之间的关系是:Q3=2Q2-Q12Q2-Q1。
(2)反应III的化学平衡常数表达式为 K=c2(NH4HCO3)c[(NH4)2CO3]•c(CO2)K=c2(NH4HCO3)c[(NH4)2CO3]•c(CO2)。
(3)为研究温度对(NH4) 2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图2)。则:
①Q3>>0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图2所示的变化趋势,其原因是 T1~T2区间,温度越高,化学反应速率越快,所以随着温度的升高,CO2被捕获的量也提高,T4~T5区间,化学反应已达到化学平衡,因为正反应是放热反应,温度升高平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,所以CO2浓度又上升T1~T2区间,温度越高,化学反应速率越快,所以随着温度的升高,CO2被捕获的量也提高,T4~T5区间,化学反应已达到化学平衡,因为正反应是放热反应,温度升高平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,所以CO2浓度又上升。
③反应III在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图1所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线 
。

(4)利用反应III捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有 增大压强或降低温度增大压强或降低温度。
(5)下列物质中也可以作为CO2捕获剂的是 BDBD(填写选项)。
A.NH4Cl
B.Na2CO3
C.HOCH2CH2OH
D.Ca (OH)2
c
2
(
N
H
4
HC
O
3
)
c
[
(
N
H
4
)
2
C
O
3
]
•
c
(
C
O
2
)
c
2
(
N
H
4
HC
O
3
)
c
[
(
N
H
4
)
2
C
O
3
]
•
c
(
C
O
2
)


【答案】2Q2-Q1;K=;>;T1~T2区间,温度越高,化学反应速率越快,所以随着温度的升高,CO2被捕获的量也提高,T4~T5区间,化学反应已达到化学平衡,因为正反应是放热反应,温度升高平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,所以CO2浓度又上升;
;增大压强或降低温度;BD
c
2
(
N
H
4
HC
O
3
)
c
[
(
N
H
4
)
2
C
O
3
]
•
c
(
C
O
2
)

【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:131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K1K2(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
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