捕碳技术(主要指捕获CO 2 )在降低温室气体排放中具有重要的作用。

期待你到来2022-10-04 11:39:541条回答

捕碳技术(主要指捕获CO 2 )在降低温室气体排放中具有重要的作用。
目前NH 3 和(NH 4 ) 2 CO 3 已经被用作工业捕碳剂,它们与CO 2 可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH 3 (l)+H 2 O(l)+CO 2 (g) (NH 4 ) 2 CO 3 (aq) H 1
反应Ⅱ:NH 3 (l)+H 2 O(l)+CO 2 (g) (NH 4 ) 2 HCO 3 (aq) H 2
反应Ⅲ:(NH 4 ) 2 CO 3 (aq)+H 2 O(l)+CO 2 (g) 2(NH 4 ) 2 HCO 3 (aq) H 3
请回答下列问题:
(1) H 3 H 1 H 2 之间的关系是: H 3
(2)为研究温度对(NH 4 ) 2 CO 3 捕获CO 2 效率的影响,在某温度T 1 下,将一定量的(NH 4 ) 2 CO 3 溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO 2 气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO 2 气体的浓度。然后分别在温度为T 2 、T 3 、T 4 、T 5 下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO 2 气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
H 3 0(填>、=或<)。
②在T 1 ~T 2 及T 4 ~T 5 二个温度区间,容器内CO 2 气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,
其原因是
③反应Ⅲ在温度为 T 1 时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达 t 1 时,将该反应体系温度上升到 T 2 ,并维持该温度。请在图中画出 t 1 时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

(3)利用反应Ⅲ捕获CO 2 ,在(NH 4 ) 2 CO 3 初始浓度和体积确定的情况下,提高CO 2 吸收量的措施有 (写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO 2 捕获剂的是
A.NH 4 Cl B.Na 2 CO 3
C.HOCH 2 CH 2 OH D.HOCH 2 CH 2 NH 2

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心情ffA 共回答了20个问题 | 采纳率85%
(1)2 △ H 2 - △ H 1
(2)①<
②T 1 -T 2 区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应的速率越快,所以CO 2 被捕获的量随温度升高而提高。T 4 -T 5 区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO 2 的捕获。

(3)降低温度;增加CO 2 浓度(或分压)
(4)B、D


(1)将反应Ⅰ倒过来书写:
(NH 4 ) 2 CO 3 (aq) 2NH 3 (l)+ H 2 O (l)+ CO 2 (g) —△ H 1
将反应Ⅱ×2:
2NH 3 (l)+ 2H 2 O (l)+ 2CO 2 (g) 2NH 4 HCO 3 (aq) 2△ H 2
得:(NH 4 ) 2 CO 3 (aq) + H 2 O (l)+ CO 2 (g) 2NH 4 HCO 3 (aq) △ H 3 =2△ H 2 —△ H 1
(2)由图1可知:在温度为 T 3 时反应达平衡,此后温度升高, c (CO 2 )增大,平衡逆向移动,说明反应Ⅲ是放热反应(△ H 3 <0)。在 T 3 前反应未建立平衡,无论在什么温度下(NH 4 ) 2 CO 3 (aq)总是捕获CO 2 ,故 c (CO 2 )减小。反应Ⅲ在温度为 T 1 时建立平衡后(由图2可知:溶液pH不随时间变化而变化),迅速上升到 T 2 并维持温度不变,平衡逆向移动,溶液pH增大,在 T 2 时又建立新的平衡。
(3)根据平衡移动原理,降低温度或增大 c (CO 2 )
(4)具有碱性的物质均能捕获CO 2 ,反应如下:Na 2 CO 3 +CO 2 +H 2 O=2NaHCO 3 ;HOCH 2 CH 2 NH 2 +CO 2 +H 2 O= HOCH 2 CH 2 NH 3 + HCO 3
【考点定位】考查热化学方程式书写,化学反应速率、化学平衡移动和化学方程式书写等。
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(1)已知CO2与NH3 经过两步反应可生成尿素,两步反应的能量变化示意图如图:

则NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式为______.
(2)已知CO2与(NH42CO3反应如下:(NH42CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)⇌2NH4HCO3(aq)△H<0,该反应在温度为T1时,溶液的pH随时间变化的趋势曲线如图1所示.当时间达到t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度,在t2达到新的平衡.请在图1中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线.在(NH42CO3初始浓度不变的情况下,提高CO2吸收量的措施有:______,______(写出2个)
(3)工业上也可用CO2与H2反应生成甲醇,其反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.在T℃下,将1mol CO2和2mol H2充入0.5L恒容密闭容器中,测得H2的物质的量随时间的变化情况如图2所示.
①按曲线计算反应从0到4min时,v(H2)=______.
②在T℃时,若仅改变某一外界条件时,测得H2的物质的量随时间的变化情况如图2曲线Ⅱ所示,则改变的外界条件为______.反应按曲线Ⅱ进行,计算达到平衡时容器中c(CO2)=______.
③判断该反应达到平衡的依据为______ (填正确选项的字母)
A.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
B.3v(H2)正=v(CH3OH)逆
C.混合气体的压强不随时间改变
D.单位时间内生成CH3OH和H2O的物质的量相同
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解题思路:(1)根据盖斯定律,结合图象分析计算得到所需热化学方程式;
(2)反应Ⅲ在温度为T1时建立平衡后(由图2可知:溶液pH不随时间变化而变化),迅速上升到T2并维持温度不变,平衡逆向移动,溶液pH增大,在T2时又建立新的平衡,根据平衡移动原理分析;
(3)①依据图象分析,结合反应速率V=[△c/△t]计算氢气反应速率;
②根据到达平衡的时间减少,氢气也减少,说明改变了二氧化碳的浓度,先计算出曲线 I达到平衡时的平衡常数,根据温度不变,平衡常数不变再计算出曲线II达到平衡时CO2的浓度;
③依据反应平衡标志是正逆反应速率相同,各组分含量不变分析选项.

(1)由图示可知,将两个反应相加可得2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-134 kJ/mol;故答案为:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-134 kJ/mol;(2)反应Ⅲ在温度为T1时建立平衡后...

点评:
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考点点评: 本题考查了热化学方程式书写方法,化学反应速率、化学平衡状态影响因素分析应用,平衡计算的理解应用,平衡常数计算分析,掌握基础是关键,题目难度中等.