航天員呼吸產生的CO2用下列反應處理，可實現空間站中O2的循環利用，Sabatier反應：
CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）
水電解反應：2H2O（l） 電解 2H2（g）+O2（g）
（1）將原料氣按n（CO2）：nH2=1：4置于密閉容器中發生Sabatier反應，測得H2O（g）的物質的量分數與溫度的關系如圖所示（虛線表示平衡曲線）。
①該反應的平衡常數K隨溫度升高而 減小減小（填“增大”或“減小”）。
②溫度過高或過低均不利于該反應的進行，原因是 溫度過低，反應速率小；溫度過高，反應向右進行的程度小溫度過低，反應速率小；溫度過高，反應向右進行的程度小。
③200℃達到平衡時體系的總壓強為p,該反應平衡常數Kp的計算式為 0.3P×（0.6P）20.02P×（0.08P）40.3P×（0.6P）20.02P×（0.08P）4。（不必化簡。用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）
（2）Sabatier反應在空間站運行時，下列措施能提高CO2轉化效率的是 CECE（填標號）。
A．適當減壓
B．增大催化劑的比表面積
C．反應器前段加熱，后段冷卻
D．提高原料氣中CO2所占比例
E．合理控制反應器中氣體的流速
（3）一種新的循環利用方案是用Bosch反應CO2（g）+2H2（g）?C（s）+2H2O（g）代替Sabatier反應。
①已知CO2（g）、H2O（g）的生成焓分別為-394kJ?mol-1、-242kJ?mol-1，Bosch反應的△H=-90-90kJ?mol-1．（生成焓指一定條件下由對應單質生成1mol化合物時的反應熱）
②一定條件下Bosch反應必須在高溫下才能啟動，原因是 反應的活化能高反應的活化能高。
③新方案的優點是 氫原子利用率為100%氫原子利用率為100%。
電解
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3
P
×
（
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6
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【答案】減小；溫度過低，反應速率小；溫度過高，反應向右進行的程度小；；CE；-90；反應的活化能高；氫原子利用率為100%
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【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：69引用：6難度：0.3
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發布：2025/1/6 6:0:5組卷：31引用：4難度：0.7 -
2．催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發生以下兩個平衡反應。下列有關說法不正確的是（ ）
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3．現代工業將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發和應用的廣闊前景，工業上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內的壓強不發生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應式為．
②工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO2時，有個電子發生轉移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發現溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關的電極反應式和離子方程式表示）發布：2024/12/30 14:0:1組卷：26引用：3難度：0.5