CO2的綜合利用對于減少溫室氣體、緩解能源緊缺具有重要的意義。
【Ⅰ】CO2的性質(zhì)穩(wěn)定，其電子式為
。
【Ⅱ】多晶Cu是唯一被實驗證實能高效催化CO2還原為烴類（如CH4 或C2H4）的金屬。電解裝置分別以多晶Cu和鉑為電極材料，用陰離子交換膜分隔開陰、陽極室，陰、陽極室的KHCO3溶液的濃度（約0.1 mol/L左右）基本保持不變。并向某極室內(nèi)持續(xù)通入CO2，溫度控制在10℃左右。
（1）持續(xù)通入CO2的原因是提高CO2的濃度，增大CO2的放電能力，抑制H+的放電提高CO2的濃度，增大CO2的放電能力，抑制H+的放電。
（2）研究表明，催化劑的多種因素決定了C2H4的選擇性和催化活性。
已知：選擇性=目標產(chǎn)物的消耗原料量原料總的轉(zhuǎn)化量
在本實驗條件下，生成C2H4的電極反應(yīng)為14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO3-；14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO3-；。
（3）本實驗條件下，若CO2轉(zhuǎn)化為烴的轉(zhuǎn)化率為10%，生成C2H4的選擇性為12%，現(xiàn)收集到12 mol C2H4，則通入的CO2為20002000mol。
【Ⅲ】CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：
CH4（g）+CO2（g）催化劑2CO（g）+2H2（g）△H
（1）已知：反應(yīng)1：CH4（g）═C（s）+2H2（g）△H1=+75kJ?mol-1
反應(yīng)2：H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）△H2=+35kJ?mol-1
反應(yīng)3：2CO（g）═C（s）+CO2（g）△H3=-172kJ?mol-1
則該催化重整反應(yīng)的△H=+247+247kJ?mol-1．從溫度和壓強角度有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的條件是高溫低壓高溫低壓。
（2）如圖表示體系內(nèi)c（H2）c（CO）、c（H2O）c（CO）的變化情況，請解釋1200K以下c（H2）c（CO）小于1的原因，并解釋隨溫度的升高c（H2）c（CO）增大的原因因為發(fā)生了反應(yīng)2H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g），隨溫度的升高，CH4（g）+CO2（g）催化劑2CO（g）+2H2（g）△H＞0，平衡正移，CO濃度增大從而c（H2）c（CO）增大因為發(fā)生了反應(yīng)2H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g），隨溫度的升高，CH4（g）+CO2（g）催化劑2CO（g）+2H2（g）△H＞0，平衡正移，CO濃度增大從而c（H2）c（CO）增大。
目標產(chǎn)物的消耗原料量
原料總的轉(zhuǎn)化量
催化劑
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
c
（
H
2
O
）
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
催化劑
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
催化劑
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
【答案】；提高CO2的濃度，增大CO2的放電能力，抑制H+的放電；14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO3-；；2000；+247；高溫低壓；因為發(fā)生了反應(yīng)2H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g），隨溫度的升高，CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+2H2（g）△H＞0，平衡正移，CO濃度增大從而增大
；提高CO2的濃度，增大CO2的放電能力，抑制H+的放電；14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12HCO3-；；2000；+247；高溫低壓；因為發(fā)生了反應(yīng)2H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g），隨溫度的升高，CH4（g）+CO2（g）催化劑
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：29引用：2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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