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捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用.目前NH3和(NH42CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH42CO3(aq)△H1
反應(yīng)Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?NH4HCO3(aq)△H2
反應(yīng)Ⅲ:(NH42CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)?2NH4HCO3(aq)△H3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)△H3與△H1、△H2之間的關(guān)系是:△H3=
2△H2-△H1
2△H2-△H1

(2)反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為
K=
c
2
N
H
4
HC
O
3
c
[
N
H
4
2
C
O
3
]
?
c
C
O
2
K=
c
2
N
H
4
HC
O
3
c
[
N
H
4
2
C
O
3
]
?
c
C
O
2

(3)為研究溫度對(duì)(NH42CO3捕獲CO2效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH42CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?,在t時(shí)刻,測(cè)得容器中CO2氣體的濃度.然后分別在溫度為T(mén)2、T3、T4、T5下,保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度,得到趨勢(shì)圖(見(jiàn)圖1).則:
①△H3
0(填“>”、“=”或“<”).
②在T1~T2及T4~T5兩個(gè)溫度區(qū)間,容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢(shì),其原因是
T1~T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度升高而提高.T4~T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以不利于CO2捕獲
T1~T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度升高而提高.T4~T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以不利于CO2捕獲

③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T(mén)1時(shí),溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線(xiàn)如圖2所示.當(dāng)時(shí)間到達(dá)t1時(shí),將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到T2,并維持該溫度.請(qǐng)?jiān)谠搱D中畫(huà)出t1時(shí)刻后溶液的pH變化總趨勢(shì)曲線(xiàn).
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(4)利用反應(yīng)Ⅲ捕獲CO2,在(NH42CO3初始濃度和體積確定的情況下,提高CO2吸收量的措施有
降低溫度,增加CO2濃度(或分壓)
降低溫度,增加CO2濃度(或分壓)


(5)下列物質(zhì)中也可以作為CO2捕獲劑的是
BD
BD

A.NH4Cl     B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH    D.HOCH2CH2NH2
【答案】2△H2-△H1;K=
c
2
N
H
4
HC
O
3
c
[
N
H
4
2
C
O
3
]
?
c
C
O
2
;<;T1~T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度升高而提高.T4~T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以不利于CO2捕獲;降低溫度,增加CO2濃度(或分壓);BD
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:13引用:3難度:0.5
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