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  • 1. (2024·浙江) 通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。

    请回答:

    1. (1) 某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图1。电极B上的电极反应式是 
    2. (2) 该研究小组改用热化学方法,相关热化学方程式如下:

      Ⅰ:C(s)+O2(g)═CO2(g)

      ΔH1=﹣393.5kJ•mol1

      Ⅱ:C(s)+H2(g)+O2(g)═HCOOH(g)

      ΔH2=﹣378.7kJ•mol1

      Ⅲ:CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)

      ΔH3

      ①ΔH3kJ•mol1

      ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行,CO2和H2的投料浓度均为1.0mol•L1 , 平衡常数K=2.4×108 , 则CO2的平衡转化率为 

      ③用氨水吸收HCOOH,得到1.00mol•L1氨水和0.18mol•L1甲酸铵的混合溶液,298K时该混合溶液的pH=。[已知:298K时,电离常数Kb(NH3•H2O)=1.8×105、Ka(HCOOH)=1.8×104]

    3. (3) 为提高效率,该研究小组参考文献优化热化学方法,在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的DMSO(有机溶剂)溶液,CO2和H2在溶液中反应制备HCOOH,反应过程中保持CO2(g)和H2(g)的压强不变,总反应CO2+H2⇌HCOOH的反应速率为v,反应机理如下列三个基元反应,各反应的活化能E2<E1<<E3(不考虑催化剂活性降低或丧失)。

      Ⅳ:M+CO2⇌Q

      E1

      Ⅴ:Q+H2⇌L

      E2

      Ⅴ:L⇌M+HCOOH

      E3

      ①催化剂M足量条件下,下列说法正确的是 ____。

      A . v与CO2(g)的压强无关 B . v与溶液中溶解H2的浓度无关 C . 温度升高,v不一定增大 D . 在溶液中加入N(CH2CH33 , 可提高CO2转化率
    4. (4)

      ②实验测得:298K,p(CO2)=p(H2)=2MPa下,v随催化剂M浓度c变化如图3。c⩽c0时,v随c增大而增大:c>c0时,v不再显著增大。请解释原因

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