CO2的資源化利用是“減少碳排放”背景下的科學(xué)研究熱點(diǎn)。
Ⅰ．利用CO2甲烷化反應(yīng)：CO2（g）+4H2（g）?CH4（g）+2H2O（g）進(jìn)行熱力學(xué)轉(zhuǎn)化。
（1）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-802kJ/mol
寫出CO2甲烷化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.2kJ/molCO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.2kJ/mol。
（2）CO2甲烷化反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式：K=c（CH4）?c2（H2O）c（CO2）?c4（H2）c（CH4）?c2（H2O）c（CO2）?c4（H2）。溫度升高，K 減小減小。（填“增大”或“減小”）
（3）在圖1中畫出其他條件不變時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)，壓強(qiáng)對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率的影響示意圖 
。
Ⅱ．CO2催化加氫合成二甲醚。其過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：
反應(yīng)?。篊O2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H=+41.2kJ?mol-1
反應(yīng)ⅱ：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.5kJ?mol-1
在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖2所示。
（4）①溫度升高，平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性下降的原因是 反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c（CH3OCH3）減少，CH3OCH3的選擇性下降反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c（CH3OCH3）減少，CH3OCH3的選擇性下降。
②溫度高于300℃時(shí)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是 反應(yīng)i是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，有利于反應(yīng)i正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，不利于反應(yīng)ii正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，在溫度高于300℃時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)i的影響大于對(duì)反應(yīng)ii的影響反應(yīng)i是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，有利于反應(yīng)i正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，不利于反應(yīng)ii正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，在溫度高于300℃時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)i的影響大于對(duì)反應(yīng)ii的影響。
Ⅲ．電化學(xué)轉(zhuǎn)化
多晶Cu可高效催化CO2甲烷化，電解CO2制備CH4的原理示意圖如圖3。電解過(guò)程中溫度控制在10℃左右，持續(xù)通入CO2.陰、陽(yáng)極室的KHCO3溶液的濃度基本保持不變。
（5）多晶Cu作 陰陰（填“陰”或“陽(yáng)”）極。
（6）陽(yáng)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O。
（7）陰離子交換膜中傳導(dǎo)的離子是 HCO3-HCO3-，移動(dòng)方向是 從右向左從右向左。（填“從左向右”或者“從右向左”）
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【答案】CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H=-165.2kJ/mol；；減小；；反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c（CH3OCH3）減少，CH3OCH3的選擇性下降；反應(yīng)i是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，有利于反應(yīng)i正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，不利于反應(yīng)ii正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，在溫度高于300℃時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)i的影響大于對(duì)反應(yīng)ii的影響；陰；4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O；HCO3-；從右向左
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；反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c（CH3OCH3）減少，CH3OCH3的選擇性下降；反應(yīng)i是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，升高溫度，有利于反應(yīng)i正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，不利于反應(yīng)ii正向進(jìn)行，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，在溫度高于300℃時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)i的影響大于對(duì)反應(yīng)ii的影響；陰；4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O；HCO3-；從右向左【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：40引用：1難度：0.7
相似題
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1．氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，屬于二次能源．工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多，常見(jiàn)的有水電解制氫，煤炭氣化制氫，重油及天然氣水蒸氣催化制氫等．氫氣是一種理想的綠色能源，如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑：
（1）圖1的四個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A．2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
（2）電解過(guò)程要消耗大量的電能，而使用微生物作催化劑在陽(yáng)光下也能分解水．
2H2O（1）2H2（g）+O2（g）△H 1 2H2O（1）通電2H2（g）+O2（g）△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1△H2（選填“＜”、“＞”或“=”）
（3）已知H2O（l）→H2O（g）△H=+44kJ．mol-1，依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
（4）氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料．
①NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體，能與水反應(yīng)生成NaBO2，且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物：LaNi3（s）+3H2（g）═LaNi3H6（s）△H＜0，欲使LaNi3H6（s）釋放出氣態(tài)氫，根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，可改變的條件之一是
③一定條件下，如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫，使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14，則電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體X 為，電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式為．發(fā)布：2024/12/17 8:0:2組卷：38引用：1難度：0.5 -
2．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/14 0:30:5組卷：113引用：6難度：0.5 -
3．常溫常壓下，3.2g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱72.58kJ，下列熱化學(xué)方程式正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/16 19:0:2組卷：95引用：5難度：0.5
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