CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4•H2O热分解可制备CaO,CaC2O4•H2O加热升温过程中固体的质量变化见图1。

①写出400~600℃范围内分解反应的化学方程式:CaC2O4 400~600℃ CaCO3+CO↑CaC2O4 400~600℃ CaCO3+CO↑。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4•H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是 CaC2O4•H2O热分解放出更多的气体,制得的氧化钙更加疏松多孔CaC2O4•H2O热分解放出更多的气体,制得的氧化钙更加疏松多孔。
(2)CO2催化还原法。
如图2表示的是利用CO2“直接电子传递机理”。在催化剂铜表面进行转化。当有1 mol CO2反应时,直接传递电子物质的量为 66mol。
(3)CO2电化学催化重整法。
①如图3表示以KOH溶液作电解质溶液进行电解的示意图,CO2在Cu电极上可以转化为CH4,该电极反应的方程式为 CO2+8e-+6H2O═CH4+8OH-CO2+8e-+6H2O═CH4+8OH-,电解一段时间后,阳极区溶液pH减小,其原因是 OH-在阳极被氧化生成O2OH-在阳极被氧化生成O2。
②CO2与CH4在催化剂作用下合成乙酸,反应的化学方程式为:CH4+CO2 催化剂 CH3COOHCH4+CO2 催化剂 CH3COOH。
(4)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=41.2 kJ•mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5 kJ•mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图4。其中:CH3OCH3的选择性=2×CH3OCH3的物质的量反应的CO2的物质的量×100%
①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度。
②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图4中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有:增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂。
400
~
600
℃
400
~
600
℃
催化剂
催化剂
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量
【答案】CaC2O4 CaCO3+CO↑;CaC2O4•H2O热分解放出更多的气体,制得的氧化钙更加疏松多孔;6;CO2+8e-+6H2O═CH4+8OH-;OH-在阳极被氧化生成O2;CH4+CO2 CH3COOH;反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度;增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
400
~
600
℃
催化剂
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:40引用:1难度:0.6
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则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
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(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