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2021年12月9日,神舟十三號航天員翟志剛、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)了同學們強烈的好奇心。請根據(jù)有關信息回答下列問題。
(1)空間站主要利用電解生活廢水及尿液實現(xiàn)氧氣再生,陽極的電極反應式為
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反應生成水和燃料,實現(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總反應的ΔH=
-49
-49
kJ?mol-1;若反應i為慢反應,下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應能量變化的是
A
A
(填標號),判斷的理由是
,△H和ΔH2為負值,ΔH1為正值,反應i為慢反應,反應i活化能大于反應ii活化能
,△H和ΔH2為負值,ΔH1為正值,反應i為慢反應,反應i活化能大于反應ii活化能
。
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②甲醇是燃料電池的重要原料,若電解質(zhì)為H2SO4溶液,則負極的電極反應式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
。
(3)利用電化學原理可以將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O),實驗裝置如圖所示,則H+移向
a
a
極(填“a”或“b”)。
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【答案】2H2O-4e-=O2↑+4H+;-49;A;,△H和ΔH2為負值,ΔH1為正值,反應i為慢反應,反應i活化能大于反應ii活化能;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;a
【解答】
【點評】
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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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