我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
Ⅰ.CO2在Pb催化劑作用下，通過電催化還原為CO、HCOOH等物質(zhì)被認為是一種具有前景的利用CO2的方式。
（1）Pb催化劑中引入Bi能夠提高它的選擇性。Bi的價電子排布式為6s26p3，其在元素周期表中的位置為 第六周期第VA族第六周期第VA族。
（2）在Pb催化劑表面，CO2轉(zhuǎn)化為CO和HCOOH是通過兩種平行的反應(yīng)途徑進行的。CO2還原生成CO、HCOOH的關(guān)鍵中間體分別為*COOH、HCOO*。Pb催化劑催化CO2轉(zhuǎn)化為CO和HCOOH的反應(yīng)歷程如圖所示。（*表示吸附在催化劑表面）
①寫出CO2在酸性介質(zhì)中電催化還原為HCOOH的電極反應(yīng)式 CO2+2e-+2H+=HCOOHCO2+2e-+2H+=HCOOH。
②產(chǎn)物的選擇性是由催化劑對兩種關(guān)鍵中間體的結(jié)合強度決定的。在Pb催化劑表面更利于生成 COCO。
CH4與CO2重整是CO2再利用的研究熱點之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：
反應(yīng)①：CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g）ΔH1
反應(yīng)②：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ?mol-1
反應(yīng)③：2CO（g）?CO2（g）+C（s）ΔH3=-172.5kJ?mol-1
（3）已知25℃時，CH4、CO和H2的燃燒熱分別為890kJ?mol-1、283kJ?mol-1和285.8kJ?mol-1則ΔH1=+247.6kJ/mol+247.6kJ/mol。
（4）1.01×105Pa下，將n（CO2）：n（CH4）=1：1的混合氣體置于密閉容器中，不同溫度下重整體系中CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。
①800℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率遠大于600℃時CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，其原因是 反應(yīng)①和反應(yīng)②的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)正向進行程度大，CO2的消耗量大，反應(yīng)③的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)正向進行程度小，CO2的生成量小反應(yīng)①和反應(yīng)②的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)正向進行程度大，CO2的消耗量大，反應(yīng)③的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)正向進行程度小，CO2的生成量小。
②CH4的還原能力（R）可用于衡量CO2的轉(zhuǎn)化效率，R=Δn（CO2）Δn（CH4）（平衡時CO2與CH4的物質(zhì)的量變化量之比）。600℃時，R=13161316；隨溫度的升高，R變化趨勢為 增大增大（填“增大”、“減小”、“先減小后增大”）。
Δ
n
（
C
O
2
）
Δ
n
（
C
H
4
）
13
16
13
16
【答案】第六周期第VA族；CO2+2e-+2H+=HCOOH；CO；+247.6kJ/mol；反應(yīng)①和反應(yīng)②的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)正向進行程度大，CO2的消耗量大，反應(yīng)③的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)正向進行程度小，CO2的生成量??；；增大
13
16
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：34引用：1難度：0.5
相似題
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：162引用：26難度：0.3
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