Question

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(NH₄)₂CO₃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)  (NH₄)₂CO₃(aq)ΔH₁
反應(yīng)Ⅱ：NH₃(l)＋H₂O(l)＋CO₂(g) NH₄HCO₃(aq)ΔH₂
反應(yīng)Ⅲ：(NH₄)₂CO₃(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g) 2NH₄HCO₃(aq)ΔH₃
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（2）為研究溫度對(duì)(NH₄)₂CO₃捕獲CO₂效率的影響，在某溫度T₁下，將一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO₂氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?，在t時(shí)刻，測(cè)得容器中CO₂氣體的濃度。然后分別在溫度為T(mén)₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO₂氣體濃度，得到趨勢(shì)圖(見(jiàn)圖1)。則：
①ΔH₃________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₁～T₂及T₄～T₅兩個(gè)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(shì)，其原因是____________________________________________________________________________。
③反應(yīng)Ⅲ在溫度為T(mén)₁時(shí)，溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線如圖2所示。當(dāng)時(shí)間到達(dá)t₁時(shí)，將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到T₂，并維持該溫度。請(qǐng)?jiān)谠搱D中畫(huà)出t₁時(shí)刻后溶液的pH變化總趨勢(shì)曲線。

（3）利用反應(yīng)Ⅲ捕獲CO₂，在(NH₄)₂CO₃初始濃度和體積確定的情況下，提高CO₂吸收量的措施有________________________(寫(xiě)出2個(gè))。
（4）下列物質(zhì)中也可能作為CO₂捕獲劑的是__________。

A．NH4Cl	B．Na2CO3
C．HOCH2CH2OH	D．HOCH2CH2NH2

Answer 1

（2）①＜　②T₁～T₂區(qū)間，化學(xué)反應(yīng)未達(dá)到平衡，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)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(dá)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(dòng)，所以不利于CO₂捕獲
③

（3）降低溫度，增加CO₂濃度(或分壓)
（4）BD

結(jié)合題給圖像，用蓋斯定律、化學(xué)平衡原理作理論指導(dǎo)進(jìn)行分析、解決相關(guān)問(wèn)題。
（2）①由圖1可知，當(dāng)溫度為T(mén)₃時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，溫度升高，CO₂的濃度逐漸增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則有ΔH₃<0。
②在T₁～T₂區(qū)間，此時(shí)可逆反應(yīng)未達(dá)到平衡，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，CO₂的捕獲量隨溫度的升高而提高 。在T₄～T₅區(qū)間，此時(shí)可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，CO₂的捕獲量隨溫度的升高而降低。
③t₁時(shí)刻，溫度迅速升高到T₂，平衡逆向移動(dòng)，溶液的pH升高，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，達(dá)到新平衡時(shí)，溶液的pH低于開(kāi)始時(shí)的pH。
（3）欲提高CO₂的吸收量，應(yīng)使平衡正向移動(dòng)，可降低溫度或增加CO₂的濃度等。
（4）CO₂為酸性氧化物，可用堿性溶液(如Na₂CO₃溶液)或堿性物質(zhì)(如HOCH₂CH₂NH₂)等來(lái)吸收。