科学研究表明,当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭,解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环(图1):
(1)一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO
2和H
2转化为甲醇蒸汽和水蒸气.图2是生成1mol CH
3OH时的能量变化示意图.
已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ)分别是:
C-H |
C-O |
C=O |
H-H |
H-O |
413.4 |
351 |
745 |
436 |
462.8 |
已知E
2=189.8kJ•mol
-1,则E
1=
______
kJ•mol
-1.
(2)将不同量的CO(g)和H
2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应:
CO(g)+H
2O(g)⇌CO
2(g)+H
2(g),得到如下三组数据:
实验 |
温度/℃ |
起始量 |
达到平衡 |
CO/mol |
H2O/mol |
H2/mol |
CO转化率 |
所需时间/min |
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
|
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
|
\( \frac {1}{3}\) |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
|
t |
①该反应的正反应为
______
(填“放热”或“吸热”).
②实验2条件下的平衡常数K=
______
.
③实验3中,若平衡时H
2O的转化率为\( \frac {1}{3}\),则a/b=
______
.
④实验4,若900℃时,在容器中加入CO、H
2O、CO
2、H
2各1mol,则此时反应
______
(填“向正反应方向进行”,“向逆反应方向进行”,“达到平衡状态”).
(3)捕捉CO
2可以利用Na
2CO
3溶液.先用Na
2CO
3溶液吸收CO
2生成NaHCO
3,然后使NaHCO
3分解,Na
2CO
3可以进行循环使用.将100mL 0.1mol/LNa
2CO
3的溶液中通入112mL(已换算为标准状况)的CO
2,溶液中没有晶体析出,则:
①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是
______
.
②反应后的溶液可以作“缓冲液”(当往溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用),请解释其原理
______
.