中国将在2030年前实现“碳达峰”;2060年前实现“碳中和”。为了实现“双碳”目标,全社会各个领域开始行动起来。其中碳转化和碳封存是实现碳中和的主要途径之一。
Ⅰ.碳转化
(1)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。例如我国研发的“液态太阳燃料合成技术”,甲醇(化学式为CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。利用二氧化碳和氢气作为原料在纳米纤维催化剂的作用下,生成甲醇和水,请写出该反应的化学方程式 3H2+CO2 催化剂 CH3OH+H2O3H2+CO2 催化剂 CH3OH+H2O。
一定条件下,该反应在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。由如图可知,为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为 210℃时有分子筛膜时210℃时有分子筛膜时。

Ⅱ.碳封存
化学链燃烧技术是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术,利用化学链燃烧技术捕捉甲烷燃烧所产生的CO2,再利用NaOH溶液喷淋捕捉CO2的工艺流程图如下:

(2)在高温条件下,燃料反应器中发生反应的化学方程式是 CH4+CaSO4 高温 CO2+2H2O+CaSCH4+CaSO4 高温 CO2+2H2O+CaS。
(3)化学链燃烧与CH4直接在空气中燃烧相比,优势之一是排放出的CO2浓度更高,原因是 在空气反应器中分离出了氮气在空气反应器中分离出了氮气。
(4)为提升捕捉室中CO2吸收效果,可采取的措施有 bcbc(填字母)。
a.加快气体的流速
b.采用喷淋的方式添加NaOH溶液
c.提高NaOH溶液浓度
(5)整个工艺流程中可以循环利用的物质除了CaS、CaSO4外还有 氢氧化钠溶液、生石灰氢氧化钠溶液、生石灰。
(6)在该工艺流程中,欲完全燃烧160t甲烷,理论上消耗氧气的质量为多少?(写出计算过程)
催化剂
催化剂
高温
高温
【答案】3H2+CO2 CH3OH+H2O;210℃时有分子筛膜时;CH4+CaSO4 CO2+2H2O+CaS;在空气反应器中分离出了氮气;bc;氢氧化钠溶液、生石灰
催化剂
高温
【解答】
【点评】
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