我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。而研发CO2的碳捕捉和碳利用技术则是关键。通过各国科技工作者的努力,已经开发出许多将CO2回收利用的技术。回答下列问题:
(1)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
(g)+CO2(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)ΔH=-131.9kJ•mol-1
HOCH2CH2OH(g)+H2(g)→C2H5OH(g)+H2O(g)ΔH=-94.8kJ•mol-1
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
Ⅰ.
ΔH=-60.3kJ•mol-1;
Ⅱ.EC加氢生成乙二醇与甲醇。
步骤Ⅱ的热化学方程式是
(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)△H=-71.6kJ/mol
(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)△H=-71.6kJ/mol。
(2)通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的工作原理如图1所示。

电极b上的电极反应式为 CO2+2e-+2H+=HCOOHCO2+2e-+2H+=HCOOH。
(3)研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应式为 3CO2+18e-+13H2O═CH3CH2CH2OH+18OH-3CO2+18e-+13H2O═CH3CH2CH2OH+18OH-。
(4)一种聚合物锂电池通过充、放电可实现“大气固碳”(工作原理如图2所示)。该电池在充电时,通过催化剂的选择性控制,只有Li2CO3发生氧化释放出CO2和O2。图中Li+的移动方向是 放电放电(填“充电”或“放电”)时的移动方向;充电时,阳极的电极反应式为 2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2↑2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2↑;该电池每循环充、放电子各4mol,理论上可固定CO222.422.4L(标准状况下)。



【答案】
(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)△H=-71.6kJ/mol;CO2+2e-+2H+=HCOOH;3CO2+18e-+13H2O═CH3CH2CH2OH+18OH-;放电;2Li2CO3-4e-=2CO2↑+4Li++O2↑;22.4

【解答】
【点评】
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(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
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