Question

CH₄和CO₂反应可以制造价值更高的化学产品。

(1)250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生反应：CO₂ (g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)。达到平衡时CH₄的物质的量为2mol。

① 此温度下，该反应的平衡常数K=________(注明单位)。

② 保持温度不变，改变CH₄和CO₂的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是          (填序号)。

a．容器内气体平均相对分子质量不随时间改变

b．混合气体的密度不随时间改变

c．单位时间内生成a mol CO₂的同时消耗2a mol H₂

d．混合气中n(CH₄)∶n(CO₂)∶n(CO)∶n(H₂) =1∶1∶4∶4

③ 已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)     △H₁  kJ·mol^－1

CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g)      △H₂  kJ·mol^－1

2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g)             △H₃  kJ·mol^－1

反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)的△H=_______________ kJ·mol^－1

(2)用Cu₂Al₂O₄做催化剂，一定条件下，发生反应：

CO₂＋CH₄CH₃COOH，温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_________________________ __________。

(3)Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，

①若寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是_________。

a. 可在碱性氧化物中寻找

b. 可在具有强氧化性的物质中寻找

c. 可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找

②Li₄SiO₄可用于吸收、释放CO₂， 原理是: 500℃时，CO₂与Li₄SiO₄接触生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，该原理的化学方程式___________ ____________________________________。

(4)以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为______________________。

Answer 1

(1)① 64 mol²·L^－2     ② a    ② (△H₁－2△H₃ +2△H₂)

(2)催化剂的催化效率降低　　　

(3)① ac   ② CO₂ + Li₄SiO₄Li₂CO₃ + Li₂SiO₃

(4)NO₂＋NO₃^－－e^－===N₂O₅