為助力碳達(dá)峰、碳中和,加強(qiáng)對(duì)CO2資源化利用的研究成為熱點(diǎn)。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題。
(1)CO2的主要來(lái)源分析
CO2源于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。25℃時(shí),H2(g)、C(石墨,s)、C6H6(l)的燃燒熱分別為akJ?mol-1、bkJ?mol-1、ckJ?mol-1。25℃時(shí),H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)是吸熱反應(yīng),該熱化學(xué)方程式為 6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-16C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-1。
(2)大氣中CO2的吸收
Ⅰ.海洋是重要的“碳倉(cāng)庫(kù)”
①CO2溶于海水,表層水酸性越來(lái)越大,其理由如下所示,請(qǐng)將步驟iii補(bǔ)充完整。
i.CO2(g)?CO2(aq)
ii.CO2(aq)+H2O(l)?H2CO3(aq)
iii.H2CO3(aq)?H+(aq)+HCO3-(aq)H2CO3(aq)?H+(aq)+HCO3-(aq)
iv.HCO3-(aq)?H+(aq)+CO32-(aq)
設(shè)25℃時(shí),iii式平衡常數(shù)為Kmol/L,溶液中c(H2CO3)=xmol/L,忽略步驟iv,則c(H+)=KxKxmol?L-1。
②由大陸上風(fēng)化的石灰石會(huì)中和①中的酸,從而形成了一個(gè)適合生物生存的微妙化學(xué)平衡海洋環(huán)境。寫(xiě)出石灰石在該平衡體系中變化的離子方程式:CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)?Ca2++2HCO3-(aq)CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)?Ca2++2HCO3-(aq)。
③有科學(xué)家預(yù)測(cè)到本世紀(jì)末海洋的pH將減小0.4,即c(H+)將變?yōu)樵瓉?lái)的 100.4100.4倍,但這將對(duì)海洋生物帶來(lái)巨大變化。因此我們要大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。
Ⅱ.電化學(xué)轉(zhuǎn)化法
Li-CO2電池工作時(shí)最終產(chǎn)物為L(zhǎng)i2CO3和C,其正極按如下四步驟進(jìn)行:
i.2CO2+2e-=C2O42-2CO2+2e-=C2O42-;
ii.C2O42-=CO2+CO22-
iii.CO2+2CO22-=2CO32-+C
iv.CO32-+2Li+=Li2CO3
①電池的負(fù)極反應(yīng)物為 Li和CO32-Li和CO32-;
②步驟i的反應(yīng)式為 2CO2+2e-=C2O42-2CO2+2e-=C2O42-。
K
x
K
x
【考點(diǎn)】熱化學(xué)方程式;原電池與電解池的綜合.
【答案】6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-1;H2CO3(aq)?H+(aq)+HCO3-(aq);;CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)?Ca2++2HCO3-(aq);100.4;2CO2+2e-=C2O42-;Li和CO32-;2CO2+2e-=C2O42-
K
x
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:19引用:1難度:0.6
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1.氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在,是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì),它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%,屬于二次能源.工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多,常見(jiàn)的有水電解制氫,煤炭氣化制氫,重油及天然氣水蒸氣催化制氫等.氫氣是一種理想的綠色能源,如圖1為氫能產(chǎn)生和利用的途徑:
(1)圖1的四個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過(guò)程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽(yáng)光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應(yīng)的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫(xiě)出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲(chǔ)氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產(chǎn)氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動(dòng)的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體X 為發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
2.肼(N2H4)可作為發(fā)射火箭的燃料。已知1g液態(tài)肼(N2H4)氣體在空氣中燃燒生成氮?dú)夂退魵猓懦?6.7kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 3:0:4組卷:115引用:9難度:0.6 -
3.在298K、1.01×105Pa下,將0.5mol CO2通入750mL 1mol?L-1NaOH溶液中充分反應(yīng),測(cè)得反應(yīng)放出xkJ的熱量。已知在該條件下,1mol CO2通入1L 2mol?L-1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出ykJ的熱量,則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是( ?。?/h2>
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