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為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)生活的“碳減”和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,科學(xué)工作者開展CO2的價(jià)值型轉(zhuǎn)化的相關(guān)研究.請回答以下有關(guān)問題:
(1)CO2和H2O在Zn-Cu2O催化下,轉(zhuǎn)化為甲烷和氧氣.已知有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示.

①則甲反應(yīng)
高溫自發(fā)
高溫自發(fā)
(填寫“一定非自發(fā)”、“低溫自發(fā)”或“高溫自發(fā)”).
②轉(zhuǎn)化總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+O2(g)△H=+802kJ/mol
CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+O2(g)△H=+802kJ/mol

(2)CO2和H2在Ru-TiO2催化下,轉(zhuǎn)化為甲烷和水.常壓催化下,將CO2和H2按體積比1:4混合,發(fā)生反應(yīng):?。〤O2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H1
ii)CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2
測得CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO的選擇性(即CO2轉(zhuǎn)化生成或CO的百分比)隨溫度變化如圖所示.

①△H1
0、△H2
0;(填寫“>”或“<”)
②為提高CH4的選擇性,除控制合適的溫度外,還可采取的措施有
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)
;
③圖中350~550℃溫度范圍,CO2的轉(zhuǎn)化率先明顯下降后又減緩直至基本不變.試解釋其原因:
溫度較低時(shí)只發(fā)生ⅰ反應(yīng),反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)ⅱ反應(yīng)也開始進(jìn)行,ⅱ反應(yīng)吸熱,升溫平衡正向移動(dòng)
溫度較低時(shí)只發(fā)生ⅰ反應(yīng),反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)ⅱ反應(yīng)也開始進(jìn)行,ⅱ反應(yīng)吸熱,升溫平衡正向移動(dòng)

(3)一種聚合物鋰電池通過充、放電可實(shí)現(xiàn)“大氣固碳”(工作原理如圖所示).該電池在充電時(shí),通過催化劑的選擇性控制,只有Li2CO3發(fā)生氧化釋放出CO2和O2

①充電時(shí),電極B電極反應(yīng)式為
2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2
2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2

②該電池每循環(huán)充、放電子各4mol,理論上可固定CO2標(biāo)準(zhǔn)狀況下
22.4
22.4
L.

【答案】高溫自發(fā);CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+O2(g)△H=+802kJ/mol;<;>;增大壓強(qiáng);溫度較低時(shí)只發(fā)生ⅰ反應(yīng),反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)ⅱ反應(yīng)也開始進(jìn)行,ⅱ反應(yīng)吸熱,升溫平衡正向移動(dòng);2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2↑;22.4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:37引用:1難度:0.4
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