为助力碳达峰、碳中和,加强对CO2资源化利用的研究成为热点。请按要求回答下列问题。
(1)CO2的主要来源分析
CO2源于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。25℃时,H2(g)、C(石墨,s)、C6H6(l)的燃烧热分别为akJ•mol-1、bkJ•mol-1、ckJ•mol-1。25℃时,H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)是吸热反应,该热化学方程式为 6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-16C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-1。
(2)大气中CO2的吸收
Ⅰ.海洋是重要的“碳仓库”
①CO2溶于海水,表层水酸性越来越大,其理由如下所示,请将步骤iii补充完整。
i.CO2(g)⇌CO2(aq)
ii.CO2(aq)+H2O(l)⇌H2CO3(aq)
iii.H2CO3(aq)⇌H+(aq)+HCO3-(aq)H2CO3(aq)⇌H+(aq)+HCO3-(aq)
iv.HCO3-(aq)⇌H+(aq)+CO32-(aq)
设25℃时,iii式平衡常数为Kmol/L,溶液中c(H2CO3)=xmol/L,忽略步骤iv,则c(H+)=KxKxmol•L-1。
②由大陆上风化的石灰石会中和①中的酸,从而形成了一个适合生物生存的微妙化学平衡海洋环境。写出石灰石在该平衡体系中变化的离子方程式:CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)⇌Ca2++2HCO3-(aq)CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)⇌Ca2++2HCO3-(aq)。
③有科学家预测到本世纪末海洋的pH将减小0.4,即c(H+)将变为原来的 100.4100.4倍,但这将对海洋生物带来巨大变化。因此我们要大力发展低碳经济。
Ⅱ.电化学转化法
Li-CO2电池工作时最终产物为Li2CO3和C,其正极按如下四步骤进行:
i.2CO2+2e-=C2O42-2CO2+2e-=C2O42-;
ii.C2O42-=CO2+CO22-
iii.CO2+2CO22-=2CO32-+C
iv.CO32-+2Li+=Li2CO3
①电池的负极反应物为 Li和CO32-Li和CO32-;
②步骤i的反应式为 2CO2+2e-=C2O42-2CO2+2e-=C2O42-。
K
x
K
x
【考点】热化学方程式;原电池与电解池的综合.
【答案】6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-1;H2CO3(aq)⇌H+(aq)+HCO3-(aq);;CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)⇌Ca2++2HCO3-(aq);100.4;2CO2+2e-=C2O42-;Li和CO32-;2CO2+2e-=C2O42-
K
x
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:20引用:1难度:0.6
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1.氢在地球上主要以化合态的形式存在,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,属于二次能源.工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢,煤炭气化制氢,重油及天然气水蒸气催化制氢等.氢气是一种理想的绿色能源,如图1为氢能产生和利用的途径:
(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
(4)氢能利用需要选择合适的储氢材料.
①NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为
②镧镍合金在一定条件下可吸收氢气生产氢化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动的原理,可改变的条件之一是
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