的资源化利用是“减少碳排放”背景下的科学研究热点之一、
的资源化利用一般有如下两种途径。
途径一:
的甲烷化反应,反应式为CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g),生成的CH4可以充当航天器使用的燃料电池的燃料。
(1)在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
(填代号)。
A.气体的压强不再变化 B.CH4的体积分数不再变化 C.混合气体的密度不再变化
(2)一种利用CH
4为燃料组成的电池如图所示(两个电极材料均为Pt,电解质溶液为NaOH溶液),负极区发生的电极反应式为
。
![](http://tikupic.21cnjy.com/ct20241o/76/79/767903b9dd83f6984fec3309c810afb4.png)
用上述甲烷燃料电池充当电源,石墨作电极,电解稀溶液的装置如下图所示,电解液中事先加有指示剂,此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是6.8-8.0,酸性溶液中呈红色,碱性溶液中呈黄色),回答下列问题。
![](http://tikupic.21cnjy.com/ct20241o/61/43/614356ef40be2e944c92867ba33dbf0c.png)
(3)在电解过程中,A管电极附近溶液的颜色变化是。
途径二:催化加氢合成二甲醚。反应过程中有两个反应发生。
反应i:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H=+41.2kJ/mol
反应ii:2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.5kJ/mol
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示(的选择性越好,代表其产率越高)。
![](http://tikupic.21cnjy.com/ct20241o/6a/6d/6a6dc81b5259db277dc1860657f9c035.png)
(6)温度升高,平衡时
![](https://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmsub%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3ECH%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmtext%3E3%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmsub%3E%3Cmsub%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3EOCH%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmtext%3E3%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmsub%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
的选择性下降的原因可能是
;温度高于300℃后,
![](https://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmsub%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3ECO%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmtext%3E2%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmsub%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E)
平衡转化率随温度升高而上升的原因是
。