17. CCUS(Carbon Capture,Utilizaion and Storage)碳捕获、利用与封存技术能实现二氧化碳资源化,产生经济效益。
I .捕获的高浓度CO
2能与CH
4制备合成气(CO、H
2)
(1)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步进行,能量变化如图所示: 。
反应①:CH
4(g)
C(s)+2H
2(g)
反应②:C(s)+CO
2(g)
2CO(g)
结合图象写出CH
4与CO
2制备“合成气”的热化学方程式:
_______。决定该反应快慢的是分步反应中的反应
_______(填序号),判断理由是
_______。(已知:b-a>e-d)
II.二氧化碳可与乙烷合成低碳烯烃
(2)T°C时在2 L密闭容器中通入2 mol C
2H
6和2 mol CO
2混合气体,发生反应C
2H
6(g)+CO
2(g)
C
2H
4(g)+H
2O(g)+CO(g),初始压强为mPa,反应进行到100 min时达到平衡,平衡时C
2H
4的体积分数为20%。则0到100min内C
2H
6的平均反应速率为
_______Pa/min,该温度下的平衡常数K
p=
_______ (分 压=总压×物质的量分数)。
III.二氧化碳可与氢气合成低碳烯烃
(3)2CO
2(g)+6H
2(g)
CH
2=CH
2(g)+4H
2O(g) ∆H,在恒容密闭容器中加入CO
2的量恒定,反应温度、投料比[
=x ]对CO
2平衡转化率的影响如图所示。a
_______ 3(填“>”“<”或“=”);M、N两点的反应速率v
正(M)
_______ v
逆 (N)(填“>“<”或“=”); M、N两点的反应平衡常数K
M_______K
N(填“>”“<”或“=”),
IV.电催化还原CO
2制乙烯
(4)用如图装置模拟科学家在碱性环境中电催化还原CO
2制乙烯(X、Y均为新型电极材料,可减少CO
2和碱发生副反应),X极上的电极反应式为
_______。