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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+=HCOOH
CO2+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CO2
22.4
22.4
L(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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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:43引用:1难度:0.4
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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)
    通电
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化剂
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反应的△H1
     
    △H2(选填“<”、“>”或“=”)
    (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
     

    ③一定条件下,如图3所示装置可实现有机物的电化学储氢,使C7H8转化为C7H14,则电解过程中产生的气体X 为
     
    ,电极A上发生的电极反应式为
     

    发布:2024/12/17 8:0:2组卷:38引用:1难度:0.5
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    发布:2024/12/30 4:0:1组卷:143引用:5难度:0.7
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