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航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。 Sabatior反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 水电解反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ...
题目内容:
航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。
Sabatior反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于恒容密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①请将a、b、c三点的逆反应速率va、vb、vc由大到小排序:___。
②Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是___(填标号)。
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热,后段冷却
D.提高原科气中CO2所占比例
E.合理控制反应器中气体的流速
③高于380℃,H2O的物质的量分数随温度升高而降低的原因是:___。
(2)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) △H代替Sabatier反应,再电解水实现O2的循环利用。
Ⅰ.①已知:CO2(g)和H2O(g)的生成焓为:-394kJ/mol,-242kJ/mol。则△H=____kJ/mol。(生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热。)
②若要此反应自发进行___(填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是___。
Ⅱ.350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | 6.00P | 5.60P | 5.30P | 5.15P | 5.06P | 5.00P | 5.00P |
①350℃时Bosch反应的Kp=___(Kp为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②Bosch反应的速率方程:v正=k正•c(CO2)•c2(H2),v逆=k逆•c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。30min时,___(填“>”“<”或“=”);升高温度,k正增大的倍数___k逆增大的倍数。(填“>”“<”或“=”)
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