2021年12月9日,神舟十三號(hào)航天員翟志剛、王亞平和葉光富在中國空間站太空授課,空間站內(nèi)氧氣和二氧化碳的循環(huán)利用引發(fā)了同學(xué)們強(qiáng)烈的好奇心。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)信息回答下列問題。
(1)空間站主要利用電解生活廢水及尿液實(shí)現(xiàn)氧氣再生,陽極的電極反應(yīng)式為 2H2O-4e-=O2↑+4H+2H2O-4e-=O2↑+4H+。
(2)葉光富介紹,有望在空間站利用CO2與H2反應(yīng)生成水和燃料,實(shí)現(xiàn)呼吸產(chǎn)生的CO2與電解水產(chǎn)生的H2的高效循環(huán)利用。二氧化碳與氫氣制甲醇的總反應(yīng)可表示為:CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)ΔH。
i.CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ?mol-1
ii.CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH2=-90kJ?mol-1
①總反應(yīng)的ΔH=-49-49kJ?mol-1;若反應(yīng)i為慢反應(yīng),下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是 AA(填標(biāo)號(hào)),判斷的理由是 ,△H和ΔH2為負(fù)值,ΔH1為正值,反應(yīng)i為慢反應(yīng),反應(yīng)i活化能大于反應(yīng)ii活化能,△H和ΔH2為負(fù)值,ΔH1為正值,反應(yīng)i為慢反應(yīng),反應(yīng)i活化能大于反應(yīng)ii活化能。
②甲醇是燃料電池的重要原料,若電解質(zhì)為H2SO4溶液,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+。
(3)利用電化學(xué)原理可以將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,則H+移向 aa極(填“a”或“b”)。
【答案】2H2O-4e-=O2↑+4H+;-49;A;,△H和ΔH2為負(fù)值,ΔH1為正值,反應(yīng)i為慢反應(yīng),反應(yīng)i活化能大于反應(yīng)ii活化能;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;a
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:2難度:0.5
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