捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和
(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq)ΔH3
请回答下列问题:
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3= 。
(2) 反应Ⅲ的化学平衡常数表达式为 。
(3)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3
溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容
器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不
变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①ΔH3 0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是
。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将
该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。已知同浓度的(NH4)2CO3和NH4HCO3溶液
pH前者大,请在下图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。
图1 图2
(4)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施
有 。(答出一点即可)
(5)下列物质中也可以作为CO2捕获剂的是 。
A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH