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  • 1. (2023·红桥模拟) 在我国大力推进生态文明建设,全力实现“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下,对CH4和CO2利用的研究尤为重要。

    Ⅰ.我国科学家研发的水系可逆Zn-CO2电池可吸收利用CO2 , 将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时,复合膜间的H2O解离成H+和OH- , 工作原理如图所示:

    1. (1) 充电时复合膜中向Zn极移动的离子是,放电时负极的电极反应式为

      Ⅱ.科学家使CH4和CO2发生重整反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ•mol-1。生成合成气CO和H2 , 以实现CO2的循环利用。该反应中,如何减少积碳,是研究的热点之一。某条件下,发生主反应的同时,还发生了积碳反应:

      CO岐化:2CO(g)CO2(g)+C(s) △H1=-172kJ•mol-1

      CH4裂解:CH4(g)C(s)+2H2(g) △H2=+75kJ•mol-1

    2. (2) 如图表示表示温度和压强对积碳反应平衡碳量的影响,其中表示对CO岐化反应中平衡碳量影响的是。(填“图a”或“图b”),理由是

    3. (3) 结合图分析,在700℃、100kPa的恒压密闭容器中进行此重整反应且达到平衡,当升高温度至1000℃达到平衡时,容器中的含碳量(填“减小”“不变”或“增大”),由此可推断100kPa且高温时积碳主要由(填“歧化”或“裂解”)反应产生。
    4. (4) 合成气CO和H2 , 可用于合成甲醇,能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)一定达平衡状态的是____(填字母)。
      A . CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率 B . 一定条件,CO的转化率不再变化 C . 在绝热恒容的容器中,平衡常数不再变化 D . 容器中气体的平均相对分子质量不再变化
    5. (5) 向1L恒容密闭容器中通入4mol的CH4和2mol的CO2 , 在800℃下若只发生主反应一段时间后达到平衡,测得CO的体积分数为25%,则主反应的K=(保留两位有效数字)。

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