CO
2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO
2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO
2主要转化为__________(写离子符号);若所得溶液pH=10,溶液中c(HCO
3-)∶c(CO
32-)__________。(室温下,H
2CO
3的K
1=4×10
-7;K
2=5×10
-11)
(2)CO
2与CH
4经催化重整不仅可以制得合成气,还对温室气体的减排具有重要意义。催化重整反应为:CH
4(g)+CO
2(g)

2CO(g)+2H
2(g)。
已知:C(s)+2H
2(g)=CH
4(s) △H=-75kJ·mol
-1 C(s)+O
2(g)=CO
2(s) △H=-394kJ·mol
-1C(s)+

O
2(g)=CO(s) △H=-111kJ·mol
-1①该催化重整反应的△H=__________。有利于提高CH
4平衡转化率的条件是__________(填标号)。
A 低温低压 B 低温高压 C 高温低压 D 高温高压
某温度下,在体积为2L的容器中加入2mol CH
4、1molCO
2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO
2的转化率是50%,其平衡常数为__________mol
2·L
-2。
②反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
| 积碳反应 CH4(g)= C(s)+ 2H2(g)
| 消碳反应 CO2(g)+C(s)=2CO(g)
|
△H/kJ·mol-1
| 75
| 172
|
活化能/kJ·mol-1
| 催化剂X
| 33
| 91
|
催化剂Y
| 43
| 72
|
由上表判断,催化剂X__________Y(填“优于”或“劣于”),理由是:__________________。
(3)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H
2O-CO
2混合气体制备H
2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示:

①X是电源的__________极(填“正”或“负”)。
②阴极的电极反应式是:H
2O+2e
-=H
2+O
2-、CO
2+2e
-=CO+O
2-则总反应可表示为__________。