CO2的回收與利用是科學家研究的熱點課題。可利用CH4與CO2制備合成氣（CO、H2），還可制備甲醇、二甲醚、低碳烯烴等燃料產(chǎn)品。
Ⅰ.科學家提出制備“合成氣”反應歷程分兩步：
反應①：CH4（g）?C（aqs）+2H2（g）（慢反應）
反應②：C（ads）+CO2（g）?2CO（g）（快反應）
上述反應中C（ads）為吸附性活性炭，反應歷程的能量變化如圖：
（1）CH4與CO2制備合成氣的熱化學方程式為 CH4（g）+CO2（g）=CO（g）+H2（g）△H=+（E3-E1）kJ/molCH4（g）+CO2（g）=CO（g）+H2（g）△H=+（E3-E1）kJ/mol；該反應在高溫下可自發(fā)正向進行的原因是 該反應為氣體體積分數(shù)不變的反應，且ΔH＞0該反應為氣體體積分數(shù)不變的反應，且ΔH＞0，能量變化圖中：E5+E1＜＜E4+E2（填“＞”“＜”或“=”）。
Ⅱ.利用“合成氣”合成甲醇后，脫水制得二甲醚。
反應為：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH
經(jīng)查閱資料，在一定范圍內(nèi)，上述反應化學平衡常數(shù)與熱力學溫度存在關系：lnK（自然對數(shù)）=-2.205+2708.6137T。其速率方程為：v正=k正?c2（CH3OH），v逆=k逆?c（CH3OCH3）?c（H2O），為速率常數(shù)，且影響外因只有溫度。
（2）反應達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù) ＜＜k逆增大的倍數(shù)（填“＞”“＜”或“=”）。
（3）某溫度下，K=200，在密閉容器中加入一定量CH3OH。反應到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量如表：
2708
.
6137
T
| 物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
| 物質(zhì)的量/mol | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
＞
＞
v逆（填“＞”“＜”或“=”）。Ⅲ.合成低碳烯烴
（4）強堿性電催化還原CO2制備乙烯的研究取得突破性進展，原理如圖所示。b極接的是太陽能電池的
正
正
極（已知PTFE浸泡了飽和KCl溶液）。請寫出陰極的電極反應式 2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
。
【答案】CH4（g）+CO2（g）=CO（g）+H2（g）△H=+（E3-E1）kJ/mol；該反應為氣體體積分數(shù)不變的反應，且ΔH＞0；＜；＜；＞；正；2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：19引用：2難度：0.6
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(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)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(zhì)，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(zhì)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(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：67引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)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(jīng)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(zhì)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