CO2的資源化對(duì)于構(gòu)建低碳社會(huì)具有重要意義。
(1)在太陽能的作用下,缺鐵氧化物[如Fe0.9O]能分解CO2,其過程如圖-1所示。過程①的化學(xué)方程式是10Fe0.9O+CO2 太陽能 3Fe3O4+C10Fe0.9O+CO2 太陽能 3Fe3O4+C。在過程②中每產(chǎn)生1mol O2,轉(zhuǎn)移電子44mol。
(2)高溫共電解CO2和H2O是一種制備清潔燃料的新技術(shù),其原理如圖-2所示。電極a上的電極反應(yīng)式是H2O+2e-═H2+O2-和CO2+2e-=CO+O2-CO2+2e-=CO+O2-。
(3)利用CO2制備CH3OH的反應(yīng)如下:
反應(yīng)a:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H1=+41.19kJ?mol-1
反應(yīng)b:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.77kJ?mol-1
反應(yīng)c:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①反應(yīng)a在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行的原因是△S>0△S>0。
②△H3=-49.58-49.58kJ?mol-1,反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達(dá)式K=c(CH3OH)×c(H2O)c(CO2)×c3(H2)c(CH3OH)×c(H2O)c(CO2)×c3(H2)。
(4)CO2是廉價(jià)的碳資源,將其甲烷化具有重要意義。其原理為:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H=-412.5kJ?mol-1其他條件不變,壓強(qiáng)對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性的影響如圖-3所示。CH4的選擇性=CH4的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%,CO2甲烷化反應(yīng)選擇0.1MPa(1個(gè)大氣壓)而不選擇更高壓強(qiáng)的原因是在0.1MPa,CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性較高,加壓CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性變化不大,且加壓會(huì)增大投資和能耗在0.1MPa,CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性較高,加壓CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性變化不大,且加壓會(huì)增大投資和能耗。
太陽能
太陽能
c
(
C
H
3
OH
)
×
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
×
c
3
(
H
2
)
c
(
C
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3
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)
×
c
(
H
2
O
)
c
(
C
O
2
)
×
c
3
(
H
2
)
C
H
4
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
【答案】10Fe0.9O+CO2 3Fe3O4+C;4;CO2+2e-=CO+O2-;△S>0;-49.58;;在0.1MPa,CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性較高,加壓CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性變化不大,且加壓會(huì)增大投資和能耗
太陽能
c
(
C
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)
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c
(
H
2
O
)
c
(
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2
)
×
c
3
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H
2
)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:6引用:1難度:0.5
相似題
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
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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