目前,“低碳经济”备受关注,CO
2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。
(1)一定条下:C(s)+2H
2O(g)

CO
2(g)+2H
2(g)已知:C和H
2的燃烧热分别为393.5KJ/mol和285.8KJ/mol,且H
2O(1)=H
2O(g) △H=+44.0KJ/mol.则该反应的△H=
。在一定的条件下,将C(s)和H
2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生此反应,其相关数据如下表所示:
容器
| 容积/L
| 温度/℃
| 起始量/mol
| 平衡量/mol
|
C(s)
| H2O(g)
| H2(g)
|
甲
| 2
| T1
| 2
| 4
| 3.2
|
乙
| 1
| T2
| 1
| 2
| 1.2
|
①T
1 T
2(填“>”、“=”或“<”).
②若乙容器中达到平衡所需时间为3min,则当反应进行到1.5mol时,H
2O(g)的物质的量的浓度
(填选项字母)。
A.=0.8mol/L B.=1.4mol/L C.< 1.4mol/L D.> 1.4mol/L
③T
2℃下,乙容器中若起始充入a molCO
2和b molH
2,反应达到平衡时,测得CO
2的转化率大于H
2的转化率,则a/b的值需满足的条件为
。
(2)用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO
2转化为甲醇的热化学方程式为CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g)+H
2O(g) △H
1取五份等体体积CO
2和H
2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数
φ(CH
3OH) 与反应温度T的关系曲线如图1所示,则上述CO
2转化为甲醇反应的
H1 0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1 mol CO
2和3 mol H
2,进行上述反应。测得CO
2和CH
3OH(g)的浓度随时间变化如下图2所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO
2和1.5 mol H
2O(g)(保持温度不变),则此平衡将
移动(填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”)

(3)CO
2在一定的条件下,还可以转化为甲醚(CH
3OCH
3)。某研究小组将两个甲醚燃料电池串联后作为电源,电解饱和食盐水,装置如图3所示。
①请写出该甲醚燃料电池负极的电极反应式
。
②若U形管中氯化钠溶液的体积为600mL。闭合K后,若每个电池甲醚用量均为0.0112L(已折算到标准状况),且反应完全,假设产生的气体全部逸出,电解后溶液混合均匀,则电解后U形管中溶液的pH为
。

(4)常温下,用NaOH溶液吸收CO
2得到pH=11的Na
2CO
3溶液,吸收过程中水的电离平衡将
移动(填“正向”、“不”、“逆向”);使计算溶液中

=
。(已知常温下,H
2CO
3的电离平衡常数为K
1=4.4×10
-2,K
2=4.7×10
-11)