2021年12月9日,神舟十三号航天员翟志刚、王亚平和叶光富在中国空间站太空授课,空间站内氧气和二氧化碳的循环利用引发了同学们强烈的好奇心。请根据有关信息回答下列问题。
(1)空间站主要利用电解生活废水及尿液实现氧气再生,阳极的电极反应式为 2H2O-4e-=O2↑+4H+2H2O-4e-=O2↑+4H+。
(2)叶光富介绍,有望在空间站利用CO2与H2反应生成水和燃料,实现呼吸产生的CO2与电解水产生的H2的高效循环利用。二氧化碳与氢气制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH。
i.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ•mol-1
ii.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH2=-90kJ•mol-1
①总反应的ΔH=-49-49kJ•mol-1;若反应i为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 AA(填标号),判断的理由是 ,△H和ΔH2为负值,ΔH1为正值,反应i为慢反应,反应i活化能大于反应ii活化能,△H和ΔH2为负值,ΔH1为正值,反应i为慢反应,反应i活化能大于反应ii活化能。

②甲醇是燃料电池的重要原料,若电解质为H2SO4溶液,则负极的电极反应式为 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
(3)利用电化学原理可以将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O),实验装置如图所示,则H+移向 aa极(填“a”或“b”)。

【答案】2H2O-4e-=O2↑+4H+;-49;A;,△H和ΔH2为负值,ΔH1为正值,反应i为慢反应,反应i活化能大于反应ii活化能;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;a
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:12引用:2难度:0.5