空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
(1)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如图所示的物质转化实现。

“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为 KHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+KOH+H2OKHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+KOH+H2O;载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2,其原因是 相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳。
(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)═NH2COONH4(l)
反应Ⅱ:NH2COONH4(l)═CO(NH2)2(l)+H2O(l)
①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示,反应Ⅰ的ΔH <<(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外,还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵(NH4OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为n(NH3):n(CO2)=4:1,其实际投料比值远大于理论值的原因是 适当抑制副反应的发生,尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比,氨气与二氧化碳的投料比越大,二氧化碳转化率越高适当抑制副反应的发生,尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比,氨气与二氧化碳的投料比越大,二氧化碳转化率越高。
(3)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。

FE%=QX(生成还原产物X所需要的电量)Q总(电解过程中通过的总电量)×100%
其中,QX=nF,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①当电解电压为U1V时,电解过程中含碳还原产物的FE%为0,阴极主要还原产物为 H2H2(填化学式)。
②当电解电压为U2V时,阴极由HCO-3生成CH4的电极反应式为 10HCO-3+8e-+6H2O=CH4↑+9CO2-310HCO-3+8e-+6H2O=CH4↑+9CO2-3。
③当电解电压为U3V时,电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为 1:21:2(写出计算过程)。
Q
X
(
生成还原产物
X
所需要的电量
)
Q
总
(
电解过程中通过的总电量
)
HCO
-
3
HCO
-
3
C
O
2
-
3
HCO
-
3
C
O
2
-
3
【答案】KHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+KOH+H2O;相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳;<;适当抑制副反应的发生,尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比,氨气与二氧化碳的投料比越大,二氧化碳转化率越高;H2;10+8e-+6H2O=CH4↑+9;1:2
HCO
-
3
C
O
2
-
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/13 8:0:9组卷:502引用:2难度:0.4
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