Question

近年來，由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，關(guān)于CO₂和碳酸鹽應(yīng)用的研究受到人們的重視。某研究小組利用反應(yīng)：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)  △H=－41.2kJ/mol ，制備CO₂與H₂ 的混合氣體，并進一步研究CO₂與H₂以不同的體積比混合時在合適條件下的反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)用。
(1)已知：850℃時在一體積為10 L的恒容密閉容器中，通入一定量的CO和H₂O，CO和H₂O濃度變化如圖1所示：

下列說法正確的是__________（填序號）   
A.達到平衡時，氫氣的物質(zhì)的量是0.12mol    
B.達到平衡時，反應(yīng)體系最終會放出49.44kJ熱量    
C.第4min始，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化    
D.第6min時，若升高溫度，反應(yīng)平衡常數(shù)會減小    
E.第8min時，若充入氦氣，會導(dǎo)致v正(CO)<v逆(H₂O)
(2) 850 ℃時，若在容積為2 L的密閉容器中同時充入1.0 mol CO，3.0 mol H₂O，1.0 mol CO₂和x mol H₂。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進行，則x應(yīng)滿足的條件是________。
(3)研究小組采用堿液吸收一定量CO₂的方法來提高混合氣中H₂與CO₂的體積比。若以1L 1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積）CO₂，則吸收后溶液中各離子濃度從大到小的順序是________________。
(4) 如將H₂ 與CO₂以4:1的體積比混合，在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH₄。
已知：CH₄(g) + 2O₂(g)CO₂(g)+ 2H₂O(l)   ΔH1＝－890.3 kJ/mol   
H₂(g) + 1/2O₂(g)H₂O(l)     ΔH2＝－285.8 kJ/mol   
則CO₂(g)與H₂(g)反應(yīng)生成CH₄(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是__________________。
(5) 熔融鹽燃料電池(見圖2）是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，以CH₄為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。已知負(fù)極的電極反應(yīng)是CH₄ +4CO₃^2－－8e^－=5CO₂+2H₂O。正極的電極反應(yīng)是________。為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán),則A物質(zhì)的化學(xué)式是_________。實驗過程中，若通入了標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣448 L（假設(shè)空氣中O₂體積分?jǐn)?shù)為20%），則熔融鹽燃料電池消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下CH₄____________L。

Answer 1

(1)BD 
(2)3>x≥0或 x<3
(3)c(Na⁺)>c(HCO₃^－)>c(CO₃^2－)>c(OH^-)>c(H⁺) 
(4)CO₂(g) + 4H₂(g)CH₄(g)+ 2H₂O(l)  ΔH＝-252.9 kJ/mol
(5)O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-(或2O₂+4CO₂+8e^-=4CO₃^2-)；CO₂；44.8