循环利用的绿色碳科学对于减少二氧化碳排放，减轻温室效应，减少对化石燃料的使用依赖具有十分突出的意义。
（1）直接从CO2和H2催化合成甲醇（CH3OH）一直是利用二氧化碳的核心技术。
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⥫⥬CH3OH（g）+H2O（g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⥫⥬CO（g）+H2O（g）△H2
①反应温度对CO2转化率、甲醇时空收率等的影响如图1所示。随温度升高，图中所示各种转化率或收率出现不同的变化趋势，由此可得出的结论是 反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热。
②一定条件下，原料气中n（H2）/n（CO2）对CO2转化率、甲醇时空收率等的影响如图2所示。增大原料气中的氢碳比，甲醇时空产率下降的可能原因是 在总压和单位时间内投料量一定的情况下，增加原料合成气中的氢碳比，使得原料合成气中二氧化碳含量相应减少，合成甲醇时空收率下降在总压和单位时间内投料量一定的情况下，增加原料合成气中的氢碳比，使得原料合成气中二氧化碳含量相应减少，合成甲醇时空收率下降。
（2）利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。将半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物。
①图3为半导体光催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。则光解水能量转化形式为 太阳能转化为化学能太阳能转化为化学能。
②若将该催化剂置于Na2SO3溶液中，产物之一为SO42-，离子反应式为 SO32-+H2O 光、催化剂 SO42-+H2↑SO32-+H2O 光、催化剂 SO42-+H2↑。
（3）我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，其中Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系（如图4所示）。该系统运行过程可描述为 在可见光照射下，水分子在光催化剂Pt/WO3表面失去电子释放出氧气，电子由Pt传输给溶液中的Fe3+生成Fe2+，Fe2+透过Nafion膜抵达光催化剂Cu2O-Pt/SiC/IrOx表面，在光照、催化下失去电子重新变为Fe3+并通过Nafion膜返回，CO2在催化剂表面得到电子并结合H+生成HCOOH在可见光照射下，水分子在光催化剂Pt/WO3表面失去电子释放出氧气，电子由Pt传输给溶液中的Fe3+生成Fe2+，Fe2+透过Nafion膜抵达光催化剂Cu2O-Pt/SiC/IrOx表面，在光照、催化下失去电子重新变为Fe3+并通过Nafion膜返回，CO2在催化剂表面得到电子并结合H+生成HCOOH。
光
、
催化剂
光
、
催化剂
【答案】反应Ⅰ放热，反应Ⅱ吸热；在总压和单位时间内投料量一定的情况下，增加原料合成气中的氢碳比，使得原料合成气中二氧化碳含量相应减少，合成甲醇时空收率下降；太阳能转化为化学能；SO32-+H2O SO42-+H2↑；在可见光照射下，水分子在光催化剂Pt/WO3表面失去电子释放出氧气，电子由Pt传输给溶液中的Fe3+生成Fe2+，Fe2+透过Nafion膜抵达光催化剂Cu2O-Pt/SiC/IrOx表面，在光照、催化下失去电子重新变为Fe3+并通过Nafion膜返回，CO2在催化剂表面得到电子并结合H+生成HCOOH
光
、
催化剂
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：41引用：1难度：0.5
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1．升高温度，下列数据不一定增大的是（ ）
发布：2025/1/6 6:0:5组卷：31引用：4难度：0.7 -
2．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生以下两个平衡反应。下列有关说法不正确的是（ ）
①CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ•mol-1
②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ•mol-1发布：2025/1/6 6:0:5组卷：90引用：3难度：0.5 -
3．现代工业将煤汽化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放，又可以扩大水煤气的用途．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．
（1）如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%
（2）已知在常温常压下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ•mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ•mol-1
则：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ•mol-1
（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图2所示．
①该电池正极的电极反应式为．
②工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有个电子发生转移．
（4）以上述电池做电源，用图3所示装置，在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是、（用相关的电极反应式和离子方程式表示）发布：2024/12/30 14:0:1组卷：26引用：3难度：0.5
