(14分)CH4和CO2反应可以制造价值更高的化学产品。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生反应:CO2 (g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。达到平衡时CH4的物质的量为2mol。
①此温度下,该反应的平衡常数K=________(注明单位)。
②保持温度不变,改变CH4和CO2的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是 (填序号)。
a.容器内气体平均相对分子质量不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗2a mol H2
d.混合气中n(CH4)∶n(CO2)∶n(CO)∶n(H2) =1∶1∶4∶4
③已知:a.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H1 kJ·mol-1
b.CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H2 kJ·mol-1
c.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的△H="__" kJ·mol-1
(2)用Cu2Al2O4做催化剂,一定条件下,发生反应:
CO2+CH4CH3COOH,温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。
250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_________________________ __________。
(3)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,
①若寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是_________。
A.可在碱性氧化物中寻找
B. 可在具有强氧化性的物质中寻找
C.在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li4SiO4可用于吸收、释放CO2, 原理是: 500℃时,CO2与Li4SiO4接触生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,该原理的化学方程式___________ ____________________________________。
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图所示,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,有关电极反应可表示为______________________。