(2013?浙江)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用.目前NH3和(NH42CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH42CO3(aq)△H1
反應(yīng)Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH42HCO3(aq)△H2
反應(yīng)Ⅲ:(NH42CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)?2(NH42HCO3(aq)△H3
請回答下列問題:
(1)△H3與△H1、△H2之間的關(guān)系是:△H3=
2△H2-△H1
2△H2-△H1

(2)為研究溫度對(NH42CO3捕獲CO2效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH42CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮氣作為稀釋劑),在t時刻,測得容器中CO2氣體的濃度.然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其它初始實驗條件不變,重復(fù)上述實驗,經(jīng)過相同時間測得CO2氣體濃度,得到趨勢圖(見圖1).則:
①△H3
0(填>、=或<).
②在T1~T2及T4~T5二個溫度區(qū)間,容器內(nèi)CO2氣體濃度呈現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢,其原因是
T1-T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨著溫度的升高而提高.T3-T4區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以不利于CO2的捕獲
T1-T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨著溫度的升高而提高.T3-T4區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以不利于CO2的捕獲

③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T1時,溶液pH隨時間變化的趨勢曲線如圖2所示.當時間到達t1時,將該反應(yīng)體系溫度上升到T2,并維持該溫度.請在圖中畫出t1時刻后溶液的pH變化總趨勢曲線.

(3)利用反應(yīng)Ⅲ捕獲CO2,在(NH42CO3初始濃度和體積確定的情況下,提高CO2吸收量的措施有
降低溫度;增大CO2濃度
降低溫度;增大CO2濃度
(寫出2個).
(4)下列物質(zhì)中也可能作為CO2捕獲劑的是
B、D
B、D

A.NH4Cl   B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH     D.HOCH2CH2NH2
分析:(1)利用蓋斯定律計算;
(2)①溫度升高,c(CO2)增大,平衡逆向移動,說明反應(yīng)Ⅲ是放熱反應(yīng)(△H3<0);②T1-T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以CO2被捕獲的量隨著溫度的升高而提高.T3-T4區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),由于正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以不利于CO2的捕獲
③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T1時建立平衡后(由圖2可知:溶液pH不隨時間變化而變化),迅速上升到T2并維持溫度不變,平衡逆向移動,溶液pH增大,在T2時又建立新的平衡;
(3)根據(jù)平衡移動原理分析;
(4)具有堿性的物質(zhì)均能捕獲CO2
解答:解:(1)將反應(yīng)Ⅰ倒過來書寫:
(NH42CO3 (aq)?2NH3 (l)+H2O (l)+CO2 (g)-△H1
將反應(yīng)Ⅱ×2:
2NH3 (l)+2H2O (l)+2CO2 (g)?2NH4HCO3 (aq)    2△H2
得:(NH42CO3 (aq)+H2O (l)+CO2 (g)?2NH4HCO3 (aq)△H3=2△H2-△H1 ;
故答案為:2△H2-△H1;
(2)①由圖1可知:在溫度為T3時反應(yīng)達平衡,此后溫度升高,c(CO2)增大,平衡逆向移動,說明反應(yīng)Ⅲ是放熱反應(yīng)△H3<0;
②在T3前反應(yīng)未建立平衡,無論在什么溫度下(NH42CO3 (aq)總是捕獲CO2,故c(CO2)減小;
③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T1時建立平衡后(由圖2可知:溶液pH不隨時間變化而變化),迅速上升到T2并維持溫度不變,平衡逆向移動,溶液pH增大,在T2時又建立新的平衡,圖象應(yīng)為,
故答案為:①<;
②T1-T2區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)未達到平衡,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)的速率越快,所以CO2被捕獲的量隨溫度升高而提高.T4-T5區(qū)間,化學(xué)反應(yīng)已達到平衡,由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以不利于CO2的捕獲.


(3)根據(jù)平衡移動原理,降低溫度或增大c(CO2),故答案為:降低溫度;增大CO2濃度
(4)具有堿性的物質(zhì)均能捕獲CO2,反應(yīng)如下:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;HOCH2CH2NH2+CO2+H2O=HOCH2CH2NH3+ HCO3-;故答案為B、D.
點評:考查熱化學(xué)方程式書寫,化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動和化學(xué)方程式書寫等,題目綜合性較強.
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