人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。
(1)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:

在阳极区发生的反应包括 和H ++ HCO3- ="==" H2O + CO2↑。
简述CO32-在阴极区再生的原理 。
(2)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下:
H2(g) + 1/2 O2(g) ="==" H2O(g) ΔH1=" -242" kJ/mol
CH3OH(g) + 3/2 O2(g) ="==" CO2 (g) + 2 H2O(g) ΔH2=" -676" kJ/mol
① 写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 。
② 下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是 (填字母序号)。
(3)在密闭的再生装置中,加入5 mol H2与2 mol CO2发生反应生成甲醇,反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如下图所示,下列说法正确的是

| A.P1> P2> P3>P4 |
| B.甲醇的物质的量分数越高,反应的平衡常数越大 |
| C.图示中,该反应的温度变化为:T1> T2> T3>T4 |
| D.T4、P4、时,H2的平衡转化率为60% |
(4)已知某种甲醇燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如下:工作结束后,B电极室溶液的pH与工作前相比将 (填写“增大”、“减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计)。A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。
在一个1 L的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B,发生下列反应:2A(g)+B(g)
3C(g) + D(s), 达到平衡时,C的浓度为1.2 mol·L-1。
(1)维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡__________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(2)维持容器的体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2 mol·L-1的是__________________。
A.4 mol A+2 mol B
B.3 mol C+1 mol D
C.2 mol A+1 mol B+1 mol D
(3)若维持容器的体积和温度不变,反应从逆反应开始,按不同配比作为起始物质,达到平衡时,C的浓度仍是1.2 mol·L-1,则C的起始物质的量应满足的条件是_________________。
向一容积为5 L的密闭容器中充入NH3和O2,它们的物质的量之比为1∶2,发生如下反应:4NH3+5O2
4NO+6H2O(g)。
(1)上述反应在一定条件下进行,2 min后该反应的ΔH-TΔS=0,此时该反应达到__________________状态,NH3为2 mol,NH3的转化率为20%。以NO的浓度变化表示该反应的平均反应速率为________________, O2的平衡浓度为_________________。
(2)在达到平衡后,充入相当于原组成气体1倍的惰性气体。如果容器的体积不变,平衡______________移动。
已知化学反应N2+3H2====2NH3的能量变化如图所示。
(1)1 mol N 和3 mol H 生成1 mol NH3(g)是_________________能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)
N2(g)+
H2(g)====NH3(g) ΔH=_________________。
(3)N2(g)和H2(g)生成NH3(l)的热化学方程式____________________。
由化学能产生的能量是目前人类使用的主要能源。请回答下列问题:
(1)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为:
N2(g)+O2(g)====NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1。该反应为_____________(“放热”“吸热”)反应。
(2)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能:
| 化学键 |
键能( kJ·mol-1) |
化学键 |
键能( kJ·mol-1) |
| N≡N |
942 |
H—O |
460 |
| N—H |
391 |
O==O |
499 |
| H—H |
437 |
①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式_________________________。
②已知:1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。计算1 g H2完全燃烧时放出的热量___________________。H2O(g)的稳定性___________(“大于”“小于”)H2O(l)。
(3)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式_________________________________________________________________________。
在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH>0,反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示:
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为__________,反应达平衡时,c(H2)=__________。
(2)判断该反应达平衡的依据是__________(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④该条件下正、逆反应速率都为零
(3)如果一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.1 mol的CO2和0.1 mol的H2,在相同条件下,反应达平衡时,c(H2O)=__________。