研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)减少碳排放的方法有很多,CO2转化成有机化合物可有效实现碳循环,如下反应:
a.6CO2+6H2O光合作用C6H12O6+6O2
b.CO2+3H2催化剂加热CH3OH+H2O
c.2CO2+6H2催化剂加热CH2=CH2+4H2O
上述反应中原子利用率最高的是 bb(填编号)。
(2)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-156.9kJ•mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1kJ•mol-1
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-395.6kJ•mol-1,
则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-634.3kJ⋅mol-1-634.3kJ⋅mol-1。
(3)利用电化学方法通过微生物电催化将CO2有效地转化为H2C2O4,装置如图1所示。阴极区电极反应式为 2CO2+2e-+2H+=H2C2O42CO2+2e-+2H+=H2C2O4;当体系的温度升高到一定程度,电极反应的速率反而迅速下降,其主要原因是 温度过高微生物催化能力降低或催化剂失活温度过高微生物催化能力降低或催化剂失活。

(4)研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下,在Fe基催化剂表面,NH3还原NO的反应机理如图2所示,该过程可描述为 在Fe基催化剂表面,NH3吸附在酸性配位点上形成NH+4,NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,然后NH+4与NO2结合生成NO2(NH+4)2,最后NO2(NH+4)2与NO反应生成N2、H2O,并从催化剂表面逸出在Fe基催化剂表面,NH3吸附在酸性配位点上形成NH+4,NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,然后NH+4与NO2结合生成NO2(NH+4)2,最后NO2(NH+4)2与NO反应生成N2、H2O,并从催化剂表面逸出。
(5)近年来,低温等离子技术是在高压放电下,O2产生O*自由基,O*自由基将NO氧化为NO2后,再用Na2CO3溶液吸收,达到消除NO的目的。实验室将模拟气(N2、O2、NO)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图3所示。

①等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率,原因是 NO与O2反应生成NO2是放热反应,低温时有利于反应的正向进行NO与O2反应生成NO2是放热反应,低温时有利于反应的正向进行。
②其他条件相同,等离子体的电功率与NO的转化率关系如图4所示,当电功率大于30W时,NO转化率下降的原因可能是 功率增大时,会产生更多的O*自由基,NO更易被氧化为NO2,功率增大,N2和O2在放电时会生成NO;相比而言,后者产生的NO更多功率增大时,会产生更多的O*自由基,NO更易被氧化为NO2,功率增大,N2和O2在放电时会生成NO;相比而言,后者产生的NO更多。
光合作用
催化剂
加热
催化剂
加热
2
C
O
2
+
2
e
-
+
2
H
+
=
H
2
C
2
O
4
2
C
O
2
+
2
e
-
+
2
H
+
=
H
2
C
2
O
4
N
H
+
4
N
H
+
4
N
O
2
(
N
H
+
4
)
2
N
O
2
(
N
H
+
4
)
2
N
H
+
4
N
H
+
4
N
O
2
(
N
H
+
4
)
2
N
O
2
(
N
H
+
4
)
2
【考点】用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素.
【答案】b;-634.3kJ⋅mol-1;;温度过高微生物催化能力降低或催化剂失活;在Fe基催化剂表面,NH3吸附在酸性配位点上形成,NO与O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,然后与NO2结合生成,最后与NO反应生成N2、H2O,并从催化剂表面逸出;NO与O2反应生成NO2是放热反应,低温时有利于反应的正向进行;功率增大时,会产生更多的O*自由基,NO更易被氧化为NO2,功率增大,N2和O2在放电时会生成NO;相比而言,后者产生的NO更多
2
C
O
2
+
2
e
-
+
2
H
+
=
H
2
C
2
O
4
N
H
+
4
N
H
+
4
N
O
2
(
N
H
+
4
)
2
N
O
2
(
N
H
+
4
)
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/27 4:0:8组卷:49引用:2难度:0.7
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