1.

利用“萨巴蒂尔反应”空间站的水气整合系统将CO2转化为CH4和水蒸气,配合O2生成系统可实现O2的再生。回答下列问题:

Ⅰ.萨巴蒂尔反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)   △H1

(1)常温常压下,已知:①H2和CH4的燃烧热(△H)分别为-285.5kJ/mol和-890.0kJ/mol;②H2O(1)H2O(g)   △H2=+44.0kJ/mol。则△H1=kJ/mol。

(2)在某一恒容密闭容器中充入CO2、H2 , 其分压分别为15kPa、30kPa,加入催化剂并加热使其发生萨巴蒂尔反应。研究表明CH,的反应速率v(CH4)=1.2×10-6.p(CO2)p4(H2)(kPa·s-1),某时刻测得H2O(g)的分压为10kPa,则该时刻v(H2)=kPa.s-1.反应达平衡后,继续向该容器中充入与起始等量的CO2、H2 , 重新达平衡后H2的转化率将(填“增大”“减小”或“不变”)。

Ⅱ.某研究团队经实验证明,CO2在一定条件下与H2O发生氧再生反应:CO2(g)+2H2O(g)=CH(g)+2O2(g)△H2=+802.3kJ/mol

(3)恒压条件时,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。

350℃时,A点的平衡常数为K=(填计算结果)。为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施为

(4)氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现;反应机理如图甲所示:

①光催化CO2转化为CH4的阴极的电极反应式为,反应一段时间后,阴极附近溶液的pH将(填“增大”“减小”或“不变”)。

②催化剂的催化效率和CH4的生成速率随温度的变化关系如图乙所示。300℃到400℃之间,CH4生成速率加快的原因是

【考点】
电解池工作原理及应用;
【答案】

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