在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一,相关反应如下:
反应Ⅰ: CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH1=-164.0kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
已知:①H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0 kJ·mol-1 ②H2的标准燃烧热为-285.5 kJ·mol-1
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(1)
CH4的标准燃烧热△H= kJ·mol-1 。一定温度下反应Ⅱ能自发进行,则该反应的△S0(填>、<或=)。
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(2)
一定条件下,T℃时若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5mol的H
2和CO
2以不同的投料比进行反应。相关的变化关系见图Ⅰ; a、b 表示两种反应物的转化率, c、d分别表示CH
4和CO的体积分数。
①下列有关说法正确的是
A.a曲线表示H2的平衡转化率
B.使用合适的催化剂可以提高CO2的平衡转化率
C.由图可知,在该实验中,当 =4时,甲烷产量最高
D.增大压强、升高温度有利于提高甲烷的平衡产率
②计算T℃ 下CO 的产率趋于0 时,反应I的化学平衡常数K=。
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(3)
若在体积恒定的密闭容器中,充入一定量的H
2和CO
2只发生反应Ⅱ,测定相同时间时不同温度下CO
2的转化率,已知测得T
4时反应刚好达到平衡。请画出CO
2的转化率随温度的变化关系
。(图2所示曲线表示CO
2的平衡转化率随温度的变化关系)
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(4)
溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。工业上利用如图3所示装置可从海水中提取CO2。结合方程式简述提取CO2的原理。
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