CO
2和CH
4是两种主要的温室气体,通过CH
4和CO
2反应制造更高价值的化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6mol CO
2、6mol CH
4,发生如下反应:
CO
2(g) + CH
4(g)

2CO(g) + 2H
2(g)。平衡体系中各组分的体积分数如下表:
物质
| CH4
| CO2
| CO
| H2
|
体积分数
| 0.1
| 0.1
| 0.4
| 0.4
|
①此温度下该反应的平衡常数K=
。
②已知:CH
4(g) + 2O
2(g) = CO
2(g) + 2H
2O(g) △H=-890.3kJ•mol
-1CO(g) + H
2O(g) = CO
2(g) + H
2(g) △H=+2.8kJ•mol
-12CO(g) + O
2(g) = 2CO
2(g) △H=-566.0kJ•mol
-1反应CO
2(g) + CH
4(g)

2CO(g) + 2H
2(g)的△H=
。
(2)以二氧化钛表面覆盖的Cu
2Al
2O
4为催化剂,可以将CO
2和CH
4直接转化成为乙酸。
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的变化关系如图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
。

②为了提高该反应中CH
4的转化率,可以采取的措施是
。
③将Cu
2Al
2O
4溶解在稀硝酸中的离子方程式为
。
(3)以CO
2为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO
2加聚而成的。写出聚碳酸酯的结构简式:
。
②以氢氧化钾水溶液作为电解质进行电解,CO
2在铜电极上可转化为甲烷,电极反应式为
。