将CO2转化为HCOOH符合绿色化学理念，对“碳中和”有重大意义。
（1）已知：2CO（g）+O2（g）⇌2CO2（g）ΔH═-566.0kJ/mol
2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g）ΔH═-483.6kJ/mol
HCOOH（l）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH═+72.6kJ/mol
较高温度下，正反应CO2（g）+H2（g）═HCOOH（l）不能自发进行的原因是 该反应的ΔH＜0、ΔS＜0，在较高温度下，其ΔH—T△S＞0，正反应不能自发进行该反应的ΔH＜0、ΔS＜0，在较高温度下，其ΔH—T△S＞0，正反应不能自发进行。
（2）我国科学家利用CO2在Ru（与Fe同族）基催化剂上加氢制得甲酸，如图所示。
①CO2与吸附了H原子的催化剂通过配位键形成中间体x,其的结构式为 
。
②反应过程中加入NaOH或NH3的目的是 降低HCOOH浓度，促进CO2（g）+H2（g）⇌HCOOH（l）平衡正向移动降低HCOOH浓度，促进CO2（g）+H2（g）⇌HCOOH（l）平衡正向移动。
（3）CO2电催化加氢被认为是极具前景的甲酸合成工艺。一种利用电催化反应器合成甲酸的工作原理如图1所示。
①生成HCOOH的电极反应方程 CO2+2e-+2H+=HCOOHCO2+2e-+2H+=HCOOH。
②若控制原料H2的流速为22.4L/min,且保证CO2气体略过量，通气10min后，阴极收集到5.6LH2和CO的混合气体，阳极出口处收集到22.4LH2。则生成HCOOH的物质的量为 8.75mol8.75mol（气体体积均已折算成标准状况下的体积）。
③电极表面积对CO2转化率和HCOOH选择性[n生成（HCOOH）n总转化（CO2）]的影响如图2所示。控制其他条件不变，电极表面积越大，生成HCOOH的量 越多越多（填“越多”或“越少”或“无影响”）；随着电极表面积的增大，CO2转化率增大且HCOOH选择性下降的原因是 电极表面积增大，通过电极的电流增大，且增加了二氧化碳与催化剂的接触面积，提高了单位时间内二氧化碳的转化率；但同时也加快了副反应的反应速率，阴极会析出更多的H2和CO，使HCOOH的选择性降低电极表面积增大，通过电极的电流增大，且增加了二氧化碳与催化剂的接触面积，提高了单位时间内二氧化碳的转化率；但同时也加快了副反应的反应速率，阴极会析出更多的H2和CO，使HCOOH的选择性降低。
[
n
生成
（
HCOOH
）
n
总转化
（
C
O
2
）
]
【答案】该反应的ΔH＜0、ΔS＜0，在较高温度下，其ΔH—T△S＞0，正反应不能自发进行；；降低HCOOH浓度，促进CO2（g）+H2（g）⇌HCOOH（l）平衡正向移动；CO2+2e-+2H+=HCOOH；8.75mol；越多；电极表面积增大，通过电极的电流增大，且增加了二氧化碳与催化剂的接触面积，提高了单位时间内二氧化碳的转化率；但同时也加快了副反应的反应速率，阴极会析出更多的H2和CO，使HCOOH的选择性降低
；降低HCOOH浓度，促进CO2（g）+H2（g）⇌HCOOH（l）平衡正向移动；CO2+2e-+2H+=HCOOH；8.75mol；越多；电极表面积增大，通过电极的电流增大，且增加了二氧化碳与催化剂的接触面积，提高了单位时间内二氧化碳的转化率；但同时也加快了副反应的反应速率，阴极会析出更多的H2和CO，使HCOOH的选择性降低【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：39引用：1难度：0.7
