當今,世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此,研發(fā)二氧化碳利用技術,降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
(1)大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時,相關物質的燃燒熱數(shù)據(jù)如表:
物質 |
H2(g) |
C(石墨,s) |
C6H6(l) |
燃燒熱△H/(kJ?mol-1) |
-286 |
-394 |
-3268 |
則25℃時H
2(g)和C(石墨,s)生成C
6H
6(1)的熱化學方程式為
6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l) ΔH=+46kJ mol-1
6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l) ΔH=+46kJ mol-1
。
(2)一氧化碳與氫氣的反應歷程如圖,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。
①該反應歷程中控速步驟的能壘為
0.8
0.8
eV。
②寫出虛線框內發(fā)生的化學反應方程式
。
(3)105℃時,將足量的某碳酸氫鹽(MHCO
3)固體置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO
3(s)
M
2CO
3(s)+H
2O(g)+CO
2(g)。上述反應達平衡時體系的總壓為46kPa。保持溫度不變,開始時在體系中先通入一定量的CO
2(g),再加入足量MHCO
3(s),欲使平衡時體系中水蒸氣的分壓小于5kPa,CO
2(g)的初始壓強應大于
100.8
100.8
kPa。
(4)我國科學家研究Li-CO
2電池,取得了重大科研成果,回答下列問題:
Li-CO
2電池中,Li為單質鋰片,則該電池中的CO
2在
正
正
(填“正”或“負”)極發(fā)生電化學反應。研究表明,該電池反應產(chǎn)物為碳酸鋰和單質碳,且CO
2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.2CO
2+2e
-═C
2O
42-Ⅱ.C
2O
42-═CO
2+CO
22-Ⅲ.
2 CO22-+CO2=2 CO32-+C
2 CO22-+CO2=2 CO32-+C
Ⅳ.CO
32-+2Li
+═Li
2CO
3