充分利用碳的氧化物合成化工原料,既可以减少环境污染和温室效应,又能变废为宝。
Ⅰ.CO
2的综合利用是解决温室效应及能源问题的有效途径。
(1)O
2和H
2在催化剂存在下可发生反应生成CH
3OH。已知CH
3OH、H
2的燃烧热分别为△H
1=-akJ·mol
-1、△H
2=-bkJ·mol
-1,且1mol水蒸气转化为液态水时放出ckJ的热量。
则CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g)△H=___________kJ·mol
-1。
(2)对于CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g).控制CO
2和H
2初始投料比为1∶3时,温度对CO
2平衡转化率及甲醇产率的影响如图所示。由图可知获取CH
3OH最适宜的温度是___________,下列有利于提高CO
2转化为CH
3OH的平衡转化率的措施是___________。

A.使用催化剂 | B.增大体系压强 |
C.增大CO2和H2的初始投料比 | D.投料比不变和容器体积不变,增加反应物的浓度 |
Ⅱ.CO是合成尿素、甲酸的原料。
(3)合成尿素的反应:2NH
3(g)+CO(g)

CO(NH
2)
2(g)+H
2(g)△H=-81.0kJ·mol
-1。
①T℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,将2molNH
3和1molCO混合发生反应,5min时,NH
3的转化率为80%。则0~5min内的平均反应速率为v(CO)=___________。
②已知:
温度/K
| 398
| 498
| …
|
平衡常数/K
| 126.5
| K1
| …
|
则:K
1___________126.5(填“>”或“<”);其判断理由是___________。
(4)通过人工光合作用可将CO转化成HCOOH。
①已知常温下,浓度均为0.1mol·L
-1的HCOOH和HCOONa混合溶液pH=3.7,则HCOOH的电离常数K
a的值为___________ (已知lg2=0.3)。
②用电化学可消除HCOOH对水质造成的污染,其原理是电解CoSO
4、稀硫酸和HCOOH混合溶液,用电解产生的Co
3+将HCOOH氧化成CO
2。Co
3+氧化HCOOH的离子方程式为___________;忽略体积变化,电解前后Co
2+的浓度将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。