Question

（14分）隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發利用CO₂，引起了各國的普遍重視。

（1）目前工業上有一種方法是用CO₂來生產燃料甲醇。為探究反應原理，現進行如下實驗，在體積為1 L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，在500^oC下發生反應：

CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)；△H＝－49.0kJ/mol

測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率

v(H₂)＝______________________________；

②該反應的平衡常數K為__________（精確到小數點后兩位）。若提高溫度到800^oC進行達平衡時；K值__________，n(CH₃OH)/n(CO₂)比值__________（以上兩空填“增大”、“減小”或“不變”）；

③平衡時CH₃OH的體積分數為__________；

④若在相同條件下，起始時加入物質的量為：a mol CO₂、b mol H₂和c mol CH₃OH、c mol H₂O，達平衡后，CH₃OH的體積分數仍為。則a、b、c的關系為__________。

（2）在載人航天器的生態系統中，不僅要求分離去除CO₂，還要求提供充足的O₂。某種電化學裝置可實現如下轉化：2CO₂＝2CO＋O₂，CO可用作燃料。已知該反應的陽極反應為：4OH^―-4e^―＝O₂↑＋2H₂O，則陰極反應式為______________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）①0.225mol/(L·min)②5.33      減小        減小

③30%   ④a+c=1 b+3c=3

（2）CO₂+2e^-+H₂O=CO+2OH^-

【解析】略