19. 通过电化学、热化学等方法,将 2CO转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回
答:
(1)某研究小组采用电化学方法将 2CO转化为HCOOH,装置如图。电极 B 上的电极反应式是
_______。
(2)该研究小组改用热化学方法,相关热化学方程式如下:
I: -12 2 1C(s)+O (g) CO (g)Δ$H =-393.5 kJ mol=$ ×
Ⅱ: -12 2 2C(s)+H (g)+O (g) HCOOH(g)Δ$H =-378.7 kJ mol=$ ×
Ⅲ: 2 2 3CO (g)+H (g) HCOOH(g)ΔHˆˆ †‡ˆ ˆ
① 3Δ$H =_______ -1kJ mol$×。
②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行, 2CO和 2H的投料浓度均为 -11.0 mol L×,平衡常数
-$8K=2.4 10$´,则 2CO的平衡转化率为_______。
③用氨水吸收HCOOH,得到 -11.00 mol L×氨水和 -10.18 mol L×甲酸铵的混合溶液,298 K时该混合溶
液的$pH=_______$。[已知:298 K时,电离常数 -$5b 3 2K NH H O =1.8 10$× ´、 -$4aK (HCOOH)=1.8 10$´]
(3)为提高效率,该研究小组参考文献优化热化学方法,在如图密闭装置中充分搅拌催化剂 M 的
DMSO(有机溶剂)溶液, 2CO和 2H在溶液中反应制备HCOOH,反应过程中保持 2CO (g)和 2H (g)的
压强不变,总反应 2 2CO +H HCOOHˆˆ †‡ˆ ˆ的反应速率为 v,反应机理如下列三个基元反应,各反应的活
化能 2 1 3E <E <<E(不考虑催化剂活性降低或丧失)。
Ⅳ: 2M+CO Qˆˆ †‡ˆ ˆ 1E
V: 2Q+H Lˆˆ †‡ˆ ˆ 2E
VI:L M+HCOOHˆˆ †‡ˆ ˆ 3E
①催化剂 M 足量条件下,下列说法正确的是_______。
(1) - +$2CO +2e +2H =HCOOH$; (2) ①. +14.8 ②. 2.4×10−8; (3) 10.00 (3) ①. CD ②. 当 c≤c0 时,v 随 c 增大而增大,因 M 是基元反应 IV 的反应物(直接影 响基元反 应 VI 中反应物 L 的生成); c>c 0 时,v 不再显著增加,因受限 于 CO2(g)和 H2 (g)在溶液中的溶解速度(或浓 度)