甲酸(HCOOH)是重要的液態(tài)儲(chǔ)氫原料。將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為甲酸既具有經(jīng)濟(jì)技術(shù)意義,又具有環(huán)保意義。
(1)已知CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)ΔH=35.2kJ?mol-1。該反應(yīng)在理論上屬于原子經(jīng)濟(jì)性100%的綠色工藝,但是該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,判斷依據(jù)是 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)且熵減小該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)且熵減小。
(2)在實(shí)踐中,CO2制備甲酸的一種流程如圖:
①寫(xiě)出過(guò)程Ⅱ的離子方程式 HCO-3+H2 催化劑HCOO-+H2OHCO-3+H2 催化劑HCOO-+H2O。
②過(guò)程Ⅱ中,其他條件不變,HCO-3轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率如圖1所示。則在40℃~80℃范圍內(nèi)轉(zhuǎn)化率迅速上升,其主要原因可能是 溫度升高,反應(yīng)速率增大或者溫度升高,催化劑活性增大溫度升高,反應(yīng)速率增大或者溫度升高,催化劑活性增大。
(3)近期,天津大學(xué)化學(xué)團(tuán)隊(duì)以CO2與辛胺為原料實(shí)現(xiàn)了甲酸和辛腈的高選擇性合成,裝置工作原理如圖2所示。
①在In/In2O3-x電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:CO2+2e-+H2O═HCOO-+OH-CO2+2e-+H2O═HCOO-+OH-。
②工作一段時(shí)間后,右側(cè)電極室內(nèi)辛胺溶液pH顯著降低,原因?yàn)?Ni2P電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O,消耗OH-生成水,則氫氧根離子濃度降低,溶液pH顯著降低Ni2P電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O,消耗OH-生成水,則氫氧根離子濃度降低,溶液pH顯著降低。
HCO
-
3
催化劑
HCO
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3
催化劑
HCO
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3
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合.
【答案】該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)且熵減小;+H2 HCOO-+H2O;溫度升高,反應(yīng)速率增大或者溫度升高,催化劑活性增大;CO2+2e-+H2O═HCOO-+OH-;Ni2P電極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為CH3(CH2)6CH2NH2+4OH--4e-=CH3(CH2)6CN+4H2O,消耗OH-生成水,則氫氧根離子濃度降低,溶液pH顯著降低
HCO
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3
催化劑
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:34引用:2難度:0.7
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