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溫室氣體的利用是當前環(huán)境和能源領域的研究熱點。
(1)CH4與CO2重整可以同時利用兩種溫室氣體,其工藝過程涉及如下反應:
反應①:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g);ΔH1=+247.4kJ?mol-1
反應②:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g);ΔH2=+41.2kJ?mol-1
反應③:CH4(g)+
1
2
O2(g)?CO(g)+2H2(g);ΔH3=-35.6kJ?mol-1
一定條件下,向體積為V L的密閉容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,測得不同溫度下反應平衡時各產(chǎn)物產(chǎn)量如圖所示。
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①圖中a代表產(chǎn)物
H2
H2
。
②當溫度高于900K,H2O的產(chǎn)量隨溫度升高而下降的主要原因是
反應③為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,使甲烷濃度增大,反應①正向移動,CO濃度增大,CO2濃度減小,則反應②逆向移動,H2O的含量下降
反應③為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,使甲烷濃度增大,反應①正向移動,CO濃度增大,CO2濃度減小,則反應②逆向移動,H2O的含量下降
。
(2)CO2電催化轉(zhuǎn)化合成氣:CO2電還原反應機理如圖所示,由圖可知,催化劑選擇納米Au55(納米Au55指的是含55個原子的Au納米顆粒),理由是
反應活化能較低,反應速率較大
反應活化能較低,反應速率較大
。該過程中,發(fā)生還原反應的步驟為
(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
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(3)Li-CO2電池能將二氧化碳(CO2)高效轉(zhuǎn)化,研究表明,該電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,且CO2電還原后與鋰離子結合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行,寫出步驟Ⅲ的離子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-═C2
O
2
-
4

Ⅱ.C2
O
2
-
4
═CO2+
CO
2
-
2

Ⅲ.
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
。
Ⅳ.
CO
2
-
3
+2Li+═Li2CO3
(4)2021年9月,《科學》雜志發(fā)表論文,介紹人類首次以二氧化碳為原料,不依賴植物光合作用,直接經(jīng)過11步路徑人工合成淀粉。前兩步,是先將二氧化碳還原為甲醛。
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請寫出前兩步總反應的化學方程式:
CO2+3H2+H2O2=CH2O+3H2O
CO2+3H2+H2O2=CH2O+3H2O
。

【答案】H2;反應③為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,使甲烷濃度增大,反應①正向移動,CO濃度增大,CO2濃度減小,則反應②逆向移動,H2O的含量下降;反應活化能較低,反應速率較大;Ⅲ;2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C;CO2+3H2+H2O2=CH2O+3H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:104引用:3難度:0.7
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