二氧化碳的回收再利用技術(shù)是促進(jìn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。
(1)CO2的捕集和釋放
①M(fèi)EA法分離CO2技術(shù)是利用一乙醇胺(HOCH2CH2NH2)溶液在常溫常壓下與CO2反應(yīng)生成弱碳酸鹽(HOCH2CH2NH3HCO3)富液,然后再加熱使其分解釋放出CO2,同時(shí)溶液得到再生。寫出富液加熱分解的化學(xué)方程式:HOCH2CH2NH3HCO3 △ HOCH2CH2NH2+CO2↑+H2OHOCH2CH2NH3HCO3 △ HOCH2CH2NH2+CO2↑+H2O。
②工業(yè)上也可通過調(diào)節(jié)溶液的pH來實(shí)現(xiàn)CO2的捕集和釋放。當(dāng)溶液pH=10時(shí),溶液中c(H2CO3):c(CO32-)=1:1020×Ka1×Ka21020×Ka1×Ka2。(已知:25℃時(shí)碳酸的電離平衡常數(shù)為Ka1、Ka2,用含Ka1、Ka2的表達(dá)式填空。)
(2)CO2的電化學(xué)利用
“Na-CO2”可充電電池以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為4Na+3CO2放電充電2Na2CO3+C。放電時(shí),該電池“吸入”CO2,生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面,其工作原理如圖1所示。

①放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為3CO2+4e-+4Na+=2Na2CO3+C3CO2+4e-+4Na+=2Na2CO3+C。
②若起始時(shí)兩電極質(zhì)量相等放電過程中當(dāng)電路上轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí),兩極的質(zhì)量差為5.6g5.6g。
(3)CO2的催化加氫
CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中,原料初始組成n(CO2):n(H2)=1:3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖2所示。
①圖中表示CO2變化的曲線是dd,CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的△H>>0。(填“>”或“<”)
②二氧化碳催化加氫合成乙烯的反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng),生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下,為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性,應(yīng)當(dāng)采取的措施是使用合適的催化劑使用合適的催化劑。
△
△
放電
充電
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素;原電池與電解池的綜合.
【答案】HOCH2CH2NH3HCO3 HOCH2CH2NH2+CO2↑+H2O;1020×Ka1×Ka2;3CO2+4e-+4Na+=2Na2CO3+C;5.6g;d;>;使用合適的催化劑
△
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:3引用:1難度:0.7
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( )
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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