將CO2轉化為HCOOH符合綠色化學理念，對于“碳中和”有重大意義。
（1）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）ΔH1=-566.0kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）ΔH2=-483.6kJ?mol-1
HCOOH（l）═CO（g）+H2O（g）ΔH3=+72.6kJ?mol-1
常溫下，CO2（g）+H2（g）═HCOOH（l）正反應不能自發(fā)進行的原因是 該反應的△H＜0，△S＜0，且△S＜0對反應自發(fā)進行的影響程度更大該反應的△H＜0，△S＜0，且△S＜0對反應自發(fā)進行的影響程度更大。
（2）我國科學家利用CO2在Ru（與Fe同族）基催化劑上加氫成功制得甲酸。催化反應過程如圖所示。
①CO2與吸附了H原子的催化劑通過配位鍵形成中間體，畫出圖中中間體X的結構式：
。
②反應過程中加入NaOH或NH3的目的是 降低HCOOH濃度，促進CO2（g）+H2（g）?HCOOH（l）平衡正向移動降低HCOOH濃度，促進CO2（g）+H2（g）?HCOOH（l）平衡正向移動。
（3）CO2電催化加氫被認為是極具前景的甲酸合成工藝。一種利用電催化反應器合成甲酸的工作原理如圖所示。
①生成HCOOH的電極反應方程式為 CO2+2e-+2H+=HCOOHCO2+2e-+2H+=HCOOH。
②若控制原料H2的流速為22.4L?min-1，且保證CO2氣體略過量，通氣10min后，陰極收集到5.6LH2和CO的混合氣體，陽極出口處收集到22.4LH2。則生成HCOOH的物質(zhì)的量為 8.75mol8.75mol。（氣體體積均已折算成標準狀況下的體積）
③電極表面積對CO2轉化率和HCOOH選擇性[n生成（HCOOH）n總轉化（CO2）]的影響如圖所示?？刂破渌麠l件不變，電極表面積越大，生成HCOOH的量越多越多（填“越多”或“越少”或“無影響”）；隨著電極表面積的增大，CO2轉化率增大且HCOOH選擇性下降的原因是 電極表面積增大，通過電極的電流增大，且增加了二氧化碳與催化劑的接觸面積，提高了單位時間內(nèi)二氧化碳的轉化率；但同時也加快了副反應的反應速率，陰極會析出更多的H2和CO，使HCOOH的選擇性降低電極表面積增大，通過電極的電流增大，且增加了二氧化碳與催化劑的接觸面積，提高了單位時間內(nèi)二氧化碳的轉化率；但同時也加快了副反應的反應速率，陰極會析出更多的H2和CO，使HCOOH的選擇性降低。
n
生成
（
HCOOH
）
n
總轉化
（
C
O
2
）
【答案】該反應的△H＜0，△S＜0，且△S＜0對反應自發(fā)進行的影響程度更大；；降低HCOOH濃度，促進CO2（g）+H2（g）?HCOOH（l）平衡正向移動；CO2+2e-+2H+=HCOOH；8.75mol；越多；電極表面積增大，通過電極的電流增大，且增加了二氧化碳與催化劑的接觸面積，提高了單位時間內(nèi)二氧化碳的轉化率；但同時也加快了副反應的反應速率，陰極會析出更多的H2和CO，使HCOOH的選擇性降低
；降低HCOOH濃度，促進CO2（g）+H2（g）?HCOOH（l）平衡正向移動；CO2+2e-+2H+=HCOOH；8.75mol；越多；電極表面積增大，通過電極的電流增大，且增加了二氧化碳與催化劑的接觸面積，提高了單位時間內(nèi)二氧化碳的轉化率；但同時也加快了副反應的反應速率，陰極會析出更多的H2和CO，使HCOOH的選擇性降低【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：25引用：1難度：0.6
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2．催化還原CO2是解決溫室效應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)生以下兩個平衡反應。下列有關說法不正確的是（ ）
①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ?mol-1
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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，又可以擴大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，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是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高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，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為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=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．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式為．
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（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關的電極反應式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：25引用：3難度：0.5
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