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(1) 電解 2H2(g)+O2(g)。
(1)將原料氣按nCO2: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。
(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(填字母代號)。
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-394 kJ?mol-1、-242 kJ?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
【考點】物質的量或濃度隨時間的變化曲線.
【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%
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:4引用:1難度:0.7
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