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我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放,通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存,从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题:
I.将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。

(1)从能量角度分析FeO的作用是
降低反应所需的活化能
降低反应所需的活化能

(2)写出炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式:
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-(a+b)kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-(a+b)kJ/mol

II.以CO2和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)的反应为CO2(g)+2CH3OH(g)⇌CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)ΔH。
在不同的实验条件下,测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a,压强的数据结果在图b中未画出。

(3)该反应的ΔH
0(填“>”或“<”)。
(4)在100~140℃之间,随着温度升高,甲醇转化率增大的原因是
在100~140℃之间,反应并未达到平衡状态,温度升高,反应速率增大,甲醇转化率增大
在100~140℃之间,反应并未达到平衡状态,温度升高,反应速率增大,甲醇转化率增大

(5)在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)

III.利用Al-CO2电池(工作原理如图所示)能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝Al2(C2O43

(1)电池的总反应式为
2Al+6CO2=Al2(C2O43
2Al+6CO2=Al2(C2O43

(2)电池的正极反应式:2CO2+2e-=C2O42-(草酸根)正极反应过程中,O2是催化剂,催化过程可表示为:①6O2+6e-=6O2-②…。写出反应②的离子方程式:
6CO2+6O22-=3C2O42-+6O2
6CO2+6O22-=3C2O42-+6O2

【答案】降低反应所需的活化能;C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-(a+b)kJ/mol;<;在100~140℃之间,反应并未达到平衡状态,温度升高,反应速率增大,甲醇转化率增大;;2Al+6CO2=Al2(C2O43;6CO2+6O22-=3C2O42-+6O2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:92引用:1难度:0.6
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    发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7
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    (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K1
    K2(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=
     
    kJ•mol-1
    (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
     
    个电子发生转移.
    (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
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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