CO2的资源化对于构建低碳社会具有重要意义。
(1)在太阳能的作用下,缺铁氧化物[如Fe0.9O]能分解CO2,其过程如图-1所示。过程①的化学方程式是10Fe0.9O+CO2 太阳能 3Fe3O4+C10Fe0.9O+CO2 太阳能 3Fe3O4+C。在过程②中每产生1mol O2,转移电子44mol。

(2)高温共电解CO2和H2O是一种制备清洁燃料的新技术,其原理如图-2所示。电极a上的电极反应式是H2O+2e-═H2+O2-和CO2+2e-=CO+O2-CO2+2e-=CO+O2-。
(3)利用CO2制备CH3OH的反应如下:
反应a:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H1=+41.19kJ•mol-1
反应b:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2=-90.77kJ•mol-1
反应c:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①反应a在一定条件下能自发进行的原因是△S>0△S>0。
②△H3=-49.58-49.58kJ•mol-1,反应c的平衡常数表达式K=c(CH3OH)×c(H2O)c(CO2)×c3(H2)c(CH3OH)×c(H2O)c(CO2)×c3(H2)。
(4)CO2是廉价的碳资源,将其甲烷化具有重要意义。其原理为:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H=-412.5kJ•mol-1其他条件不变,压强对CO2的转化率及CH4的选择性的影响如图-3所示。CH4的选择性=CH4的物质的量反应的CO2的物质的量×100%,CO2甲烷化反应选择0.1MPa(1个大气压)而不选择更高压强的原因是在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗。
太阳能
太阳能
c
(
C
H
3
OH
)
×
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
×
c
3
(
H
2
)
c
(
C
H
3
OH
)
×
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
×
c
3
(
H
2
)
C
H
4
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量
【答案】10Fe0.9O+CO2 3Fe3O4+C;4;CO2+2e-=CO+O2-;△S>0;-49.58;;在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗
太阳能
c
(
C
H
3
OH
)
×
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
×
c
3
(
H
2
)
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:6引用:1难度:0.5
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发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7 -
2.催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生以下两个平衡反应。下列有关说法不正确的是( )
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ•mol-1发布:2025/1/6 6:0:5组卷:90引用:3难度:0.5 -
3.现代工业将煤汽化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的用途.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①该电池正极的电极反应式为
②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
(4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5