近年來,由于溫室效應和資源短缺等問題,關于CO
2和碳酸鹽應用的研究受到人們的重視。某研究小組利用反應:CO(g)+H
2O(g)
H
2(g)+CO
2(g) △H=-41.2kJ/mol ,制備CO
2與H
2 的混合氣體,并進一步研究CO
2與H
2以不同的體積比混合時在合適條件下的反應產(chǎn)物應用。
(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H
2O,CO和H
2O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,反應平衡常數(shù)會減小
E.第8min時,若充入氦氣,會導致v正(CO)<v逆(H
2O)
(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 H
2O,1.0 mol CO
2和x mol H
2。若要使上述反應開始時向正反應方向進行,則x應滿足的條件是________。
(3)研究小組采用堿液吸收一定量CO
2的方法來提高混合氣中H
2與CO
2的體積比。若以1L 1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L(已折算為標準狀況下體積)CO
2,則吸收后溶液中各離子濃度從大到小的順序是________________。
(4) 如將H
2 與CO
2以4:1的體積比混合,在適當?shù)臈l件下可制得CH
4。
已知:CH
4(g) + 2O
2(g)
CO
2(g)+ 2H
2O(l) ΔH1=-890.3 kJ/mol
H
2(g) + 1/2O
2(g)
H
2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
則CO
2(g)與H
2(g)反應生成CH
4(g)與液態(tài)水的熱化學方程式是__________________。
(5) 熔融鹽燃料電池(見圖2)是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì),以CH
4為燃料,空氣為氧化劑,稀土金屬材料為電極。已知負極的電極反應是CH
4 +4CO
32--8e
-=5CO
2+2H
2O。正極的電極反應是________。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)的化學式是_________。實驗過程中,若通入了標準狀況下空氣448 L(假設空氣中O
2體積分數(shù)為20%),則熔融鹽燃料電池消耗標準狀況下CH
4____________L。