CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義,回答下列問題:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為 (寫離子符號);若所得溶液c():c()=2:1,溶液pH=
10
10
。室溫下,H2CO3的K1=4×10-2;K2=5×10-11)
(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 |
C-H |
C=O |
H-H |
(CO) |
鍵能/kJ?mol-1 |
413 |
745 |
436 |
1075 |
則該反應(yīng)的ΔH=
+120kJ/mol
+120kJ/mol
。分別在v L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH
4和CO
2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是
B
B
(填“A”或“B”)
②按一定體積比加入CH
4和CO
2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對CO和H
2產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是
900℃時合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,且升高溫度耗能較大,經(jīng)濟(jì)效益降低,溫度低時合成氣產(chǎn)率降低且反應(yīng)速率降低
900℃時合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,且升高溫度耗能較大,經(jīng)濟(jì)效益降低,溫度低時合成氣產(chǎn)率降低且反應(yīng)速率降低
。
(3)O
2輔助的Al-CO
2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大,能有效利用CO
2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al
2(C
2O
4)
3是重要的化工原料。
電池的負(fù)極反應(yīng)式:
Al-3e-=Al3+
Al-3e-=Al3+
。
電池的正極反應(yīng)式:6O
2+6e
-=6
6CO
2+6
=3C
2+6O
2反應(yīng)過程中O
2的作用是
催化劑
催化劑
。
該電池的總反應(yīng)式:
2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
。