CO2HCOOH相互轉(zhuǎn)化應(yīng)用廣泛。
(1)CO2催化加氫。在密閉容器中,向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO-,其離子方程式為HCO3-+H2=HCOO-+H2OHCO3-+H2=HCOO-+H2O。
其他條件不變,HCO-3轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)溫度在40℃~80℃范圍內(nèi),HCO-3催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升,其主要原因是溫度升高反應(yīng)速率加快,溫度升高催化劑的活性增強(qiáng)溫度升高反應(yīng)速率加快,溫度升高催化劑的活性增強(qiáng)。
(2)HCOOH燃料電池。裝置如圖2所示,兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過(guò)的半透膜隔開。
①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為HCOOˉ+2OHˉ-2eˉ=HCO3-+H2OHCOOˉ+2OHˉ-2eˉ=HCO3-+H2O;放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2SO4H2SO4(填化學(xué)式)。
②甲酸在常溫下為液體,甲酸的燃燒熱為254.4kJ/mol,寫出甲酸燃燒的熱化學(xué)方程式HCOOH(l)+12O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-254.4kJ/molHCOOH(l)+12O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-254.4kJ/mol。
(3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)理如圖3所示。
①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外,還生成HDHD(填化學(xué)式)。
②研究發(fā)現(xiàn):其他條件不變時(shí),以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更佳,其具體優(yōu)點(diǎn)是提高釋放氫氣的速率,提高釋放出氫氣的純度提高釋放氫氣的速率,提高釋放出氫氣的純度。
C
O
2
HCOOH
-
3
-
3
1
2
1
2
【答案】HCO3-+H2=HCOO-+H2O;溫度升高反應(yīng)速率加快,溫度升高催化劑的活性增強(qiáng);HCOOˉ+2OHˉ-2eˉ=HCO3-+H2O;H2SO4;HCOOH(l)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-254.4kJ/mol;HD;提高釋放氫氣的速率,提高釋放出氫氣的純度
1
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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