2023年9月23日,杭州亚运会开幕式使用液体火炬燃料—“零碳甲醇”,备受瞩目,它是CO2资源化利用的有效途径,是实现“碳中和”理念的重要途径(“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当)。
Ⅰ.“碳捕获”并封存有利于减缓温室效应。
同学们设计了一个简易CO2捕捉器,其捕捉CO2的流程如图所示。
(1)写出喷雾反应器中发生反应的符号表达式 CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2OCO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O,此方法中采用“喷雾”的优点 增大反应物的接触面积,使反应更充分增大反应物的接触面积,使反应更充分。
(2)流程中CaO与水反应后生成Ca(OH)2可循环利用,但从节能的角度看,存在的不足是 碳酸钙高温煅烧,耗能较多,此转化最终没有减少二氧化碳气体的排放碳酸钙高温煅烧,耗能较多,此转化最终没有减少二氧化碳气体的排放。
Ⅱ.“碳”的转化与利用
转化一:CH4与CO2在催化剂作用下可得到CO和H2,反应过程如图所示,在催化剂表面发生的反应可分为以下2步:反应①CH4催化剂一定条件C+H2
反应②C+CO2催化剂一定条件CO

(3)反应①属于基本反应类型的 分解分解反应,反应②中生成物CO中碳元素的化合价为 +2+2。反应中各物质的量随温度变化的曲线如图所示,纵坐标(kmol)数值越大表示该物质越多,因此,反应需在 较高较高(填“较低”或“较高”)温度下进行。
(4)利用液氮的低温可将CO先液化,从而获得纯净的氢气,氢气先逸出,说明氢气的沸点比CO的沸点 低低(填“低”或“高”)。
转化二:如图是我国科研团队利用催化剂MoS2实现低温、高效、长寿命催化CO2加氢制甲醇(CH3OH)的工艺。

(5)写出利用光和催化剂使水制取氢气的符号表达式 H2O光催化剂H2+O2H2O光催化剂H2+O2。该过程的能量转化形式为太阳能转换为 化学化学能。
(6)写出CO2和H2在MoS2催化剂和加热条件下转化为甲醇(CH3OH)和水的符号表达式:CO2+H2MoS2△CH3OH+H2OCO2+H2MoS2△CH3OH+H2O。
催化剂
一定条件
催化剂
一定条件
光
催化剂
光
催化剂
M
o
S
2
△
M
o
S
2
△
【答案】CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O;增大反应物的接触面积,使反应更充分;碳酸钙高温煅烧,耗能较多,此转化最终没有减少二氧化碳气体的排放;分解;+2;较高;低;H2OH2+O2;化学;CO2+H2CH3OH+H2O
光
催化剂
M
o
S
2
△
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/24 10:0:2组卷:75引用:1难度:0.5
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