19. CO
2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO
2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)研究表明CO
2和H
2在催化剂存在下可发生反应生成CH
3OH。已知部分反应的热化学方程式如下:
CH
3OH(g)+
O
2(g)=CO
2(g)+2H
2O(1) Δ
H1=akJ·mol
-1H
2(g)+
O
2(g)=H
2O(1) Δ
H2=bkJ·mol
-1H
2O(g)=H
2O(l) Δ
H3=ckJ·mol
-1则CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g)Δ
H=
__kJ·mol
-1。
(2)为研究CO
2与CO之间的转化,让一定量的CO
2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO
2(g)
2CO(g)Δ
H,反应达平衡后,测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示。
回答下列问题:
①压强p
1、p
2、p
3的大小关系是
__;
Ka、
Kb、
Kc为a、b、c三点对应的平衡常数,则其大小关系是
__。
②900℃、1.0MPa时,足量碳与amolCO
2反应达平衡后,CO
2的转化率为
__(保留三位有效数字),该反应的平衡常数
Kp=
__(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu
2Al
2O
4为催化剂,可以将CO
2和CH
4直接转化成乙酸,CO
2(g)+CH
4(g)
CH
3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是
__。
(4)以铅蓄电池为电源可将CO
2转化为乙烯,其原理如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为
___。其中铅蓄电池的负极反应
___。