工业利用NaOH溶液或氨水喷淋捕捉空气中的CO2制造甲醇，流程图如图1所示：（1）下列有关捕捉空气中的CO2过程中的叙述不正确的有．A、X选用CaO，而且要循环利用CaO与Y溶液B、捕捉室里温度

Question

工业利用NaOH溶液或氨水喷淋捕捉空气中的CO₂制造甲醇，流程图如图1所示：

（1）下列有关捕捉空气中的CO₂过程中的叙述不正确的有___．
A、X选用CaO，而且要循环利用CaO与Y溶液
B、捕捉室里温度越高越有利于CO₂ 的捕捉
C、开放高效光催化剂分解水制氢气，是降低合成甲醇成本的有效途径
D、该捕捉CO₂技术的应用有利于缓解全球变暖，而且能耗小
（2）在捕捉室用稀氨水喷淋“捕捉”空气中的CO₂时，有NH₂COONH₄（氨基甲酸胺）生成．现将一定量纯净的氨基甲酸胺置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使反应
NH₂COONH₄（s）⇌2NH₃（g）+CO₂（g）达到分解平衡．实验测得不同温度及反应时间（t₁<t₂<t₃）的有关表：氨基甲酸铵分解时温度、气体总浓度及反应时间的关系

	15	25	35
0	0	0	0
t1	0.9×10-3	2.7×10-3	8.1×10-3
t2	2.4×10-3	4.8×10-3	9.4×10-3
t3	2.4×10-3	4.8×10-3	9.4×10-3

①氨基甲酸胺分解反应为___反应（选填“吸热”、“放热”）．在25℃，0-t₁时间内产生氨气的平均速率为：___．
②根据表中数据换算出，15℃时合成反应2NH₃（g）+CO₂（g）⇌NH₂COONH₄（s）平衡常数K约为___．
（3）以捕捉到的CO₂与H₂为原料可合成甲醇（CH₃OH），其反应的化学方程为：
CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）；△H<0．
①将1mol CO₂和3mol H₂充入恒温恒压的密闭容器中发生上述反应，CO₂消耗速率v（CO₂）与时间关系如图2所示．若在时间t₁时，向容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，请在图中画出CH₃OH生成速率v（CH₃OH）与时间的关系曲线．
②在一个恒温固定容积的密闭容器中，加入1mol CO₂和3mol H₂，充分反应后达到平衡放出热量为aKJ．若在原来的容器中加入2mol CO₂和6mol H₂，在相同温度下充分反应，达到平衡放出热量为bKJ．则a和b满足的关系___．

Answer 1

（1）A．NaOH溶液或氨水喷淋捕捉空气中的CO₂会得到碳酸氢钠、碳酸氢铵溶液，加入CaO，会得到碳酸钙，氢氧化钠或氨气，氢氧化钠与氨气可以循环利用，碳酸钙分解得到CuO与二氧化碳，CaO循环利用，故A正确；
B．温度过高，碳酸氢钠、碳酸氢铵容易分解，不利于二氧化碳的捕捉，故B错误；
C．开放高效光催化剂分解水制氢气，可以降低能耗，故C正确；
D．捕捉到的CO₂可制备其它化工产品，减少了温室气体排放，但碳酸钙分解能耗大，制备氢气能耗大，故D错误．
故选：BD；
（2）①不同温度条件下，t₂、t₃时刻混合气体总浓度不变，说明t₂时刻均到达平衡，而升高温度平衡时混合气体总浓度增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应，
由方程式可知混合气体中氨气与二氧化碳的浓度之比为2：1，在25℃，0-t₁时间内产生氨气浓度为2.7×10^-3mol/L×(2)/(3)=1.8×10^-3mol/L，则氨气的平均速率为：(1.8×10-3mol/L)/(t1min)=(1.8)/(t1)×10^-3mol/（L．min），
故答案为：吸热；(1.8)/(t1)×10^-3mol/（L．min）；
②氨气与二氧化碳的浓度之比为2：1，15℃平衡时氨气浓度为2.4×10^-3mol/L×(2)/(3)=1.6×10^-3mol/L，二氧化碳的浓度为2.4×10^-3mol/L-1.6×10^-3mol/L=8×10^-4mol/L，则平衡常数K=(1)/(c2(NH3)×c(CO2))=(1)/((1.6×10-3)2×8×10-4)=4.9×10⁸，
故答案为：4.9×10⁸；
（3）①向容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，平衡正向移动，瞬间CH₃OH生成速率v（CH₃OH）增大，但小于二氧化碳起始速率，恒温恒压下，与原平衡为等效平衡，平衡时二氧化碳的浓度相等，其速率与原平衡相等，由于二氧化碳与甲醇为1：1反应，故平衡时二氧化碳的生成速率与甲醇的生成速率相等，CH₃OH生成速率v（CH₃OH）与时间的关系曲线为：，
故答案为：；
②恒温恒容下，在原来的容器中加入2mol CO₂和6mol H₂，与开始加入1mol CO₂和3mol H₂相比，压强增大一倍，平衡正向移动，反应物转化率增大，则放出的热量b>2a，
故答案为：b>2a．