研究碳、氮的單質及其化合物的反應對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。
Ⅰ.CO2的捕獲與利用
（1）CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液c（HCO3-）：c（CO32-）=2：1，溶液pH=1010。（室溫下，H2CO3的K1=4×10-7，K2=5×10-11）
（2）利用CO2和H2合成二甲醚（CH3OCH3）的過程包括如下反應
甲醇合成：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2Og）△H1=akJ?mol-1
甲醇脫水：2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=bkJ?mol-1
則合成二甲醚總反應熱化學方程式：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=（b+2a）（b+2a）kJ?mol-1
（3）合成二甲醚所用的CO2可利用氨水從工業(yè)廢氣中捕獲，捕獲過程中會生成中間產物NH2COONH4為測定該反應的有關熱力學參數(shù)，將一定量純凈的NH2COONH4置于5L的真空鋼瓶中，一定溫度下發(fā)生反應：NH2COONH4（s）?2NH3（g）+CO2（g），實驗測得氣體總濃度（10-3mol/L）與溫度、時間的關系如表所示。
| 溫度 時間 |
15℃ | 25℃ | 35℃ |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| t1 | 0.9 | 2.7 | 8.1 |
| t2 | 2.4 | 4.8 | 9.4 |
| t3 | 2.4 | 4.8 | 9.4 |
氨基甲酸銨分解反應是固體變成氣體，混亂程度變大，△S＞0
氨基甲酸銨分解反應是固體變成氣體，混亂程度變大，△S＞0
。②25℃，t3時刻將鋼瓶體積壓縮為2.5L，達到新平衡時CO2的濃度為
1.6×10-3
1.6×10-3
mol/L（4）我國科學家設計CO2熔鹽捕獲與轉化裝置如圖所示，c極電極反應式為
2C2O52--4e-═4CO2↑+O2↑
2C2O52--4e-═4CO2↑+O2↑
。
Ⅱ.消除水體中硝態(tài)氮
某科研小組研究液相催化還原法去除水體中NO3-的方法中使用的固體催化劑d-Cu/TiO2的催化條件。
圖a：Pd-Cu/TiO2分步催化還原機理。
圖b：其他條件相同，不同pH時，反應1小時后NO3-轉化率和不同產物在總還原產物中所占的物質的量的百分比。
（5）該液相催化還原法中所用的還原劑是
H2
H2
。（6）研究表明：溶液的pH對Pd表面所帶電荷有影響，但對Pd吸附H的能力影響不大。
①隨pH增大，N2和氨態(tài)氮在還原產物中的百分比均減小，原因是
Pd表面吸附的NO2-數(shù)目減小
Pd表面吸附的NO2-數(shù)目減小
，導致反應ⅱ的化學反應速率降低。②消除水體中硝態(tài)氮時，保持NO3-較高轉化率的情況下，隨pH減小，還原產物中
n
（
N
2
）
n
（
氨態(tài)氮
）
2NO2-+6H=N2+2H2O+2OH-
2NO2-+6H=N2+2H2O+2OH-
（用離子方程式表示）反應的進行。【答案】10；（b+2a）；氨基甲酸銨分解反應是固體變成氣體，混亂程度變大，△S＞0；1.6×10-3；2C2O52--4e-═4CO2↑+O2↑；H2；Pd表面吸附的NO2-數(shù)目減??；2NO2-+6H=N2+2H2O+2OH-
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：12引用：1難度：0.4
相似題
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60引用：6難度：0.6 -
3．將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3