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為助力碳達峰、碳中和,加強對CO2資源化利用的研究成為熱點。請按要求回答下列問題。
(1)CO2的主要來源分析
CO2源于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。25℃時,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,H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)是吸熱反應,該熱化學方程式為
6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-1
6C(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“碳倉庫”
①CO2溶于海水,表層水酸性越來越大,其理由如下所示,請將步驟iii補充完整。
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25℃時,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+)=
K
x
K
x
mol?L-1。
②由大陸上風化的石灰石會中和①中的酸,從而形成了一個適合生物生存的微妙化學平衡海洋環(huán)境。寫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有科學家預測到本世紀末海洋的pH將減小0.4,即c(H+)將變?yōu)樵瓉淼?
100.4
100.4
倍,但這將對海洋生物帶來巨大變化。因此我們要大力發(fā)展低碳經(jīng)濟。
Ⅱ.電化學轉(zhuǎn)化法
Li-CO2電池工作時最終產(chǎn)物為Li2CO3和C,其正極按如下四步驟進行:
i.
2CO2+2e-=C2O42-
2CO2+2e-=C2O42-
;
ii.C2O42-=CO2+CO22-
iii.CO2+2CO22-=2CO32-+C
iv.CO32-+2Li+=Li2CO3
①電池的負極反應物為
Li和CO32-
Li和CO32-

②步驟i的反應式為
2CO2+2e-=C2O42-
2CO2+2e-=C2O42-
。

【答案】6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)△H=+49.1kJmol-1;H2CO3(aq)?H+(aq)+HCO3-(aq);
K
x
;CaCO3+CO2(aq)+H2O(l)?Ca2++2HCO3-(aq);100.4;2CO2+2e-=C2O42-;Li和CO32-;2CO2+2e-=C2O42-
【解答】
【點評】
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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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    發(fā)布:2024/12/30 3:0:4組卷:116引用:9難度:0.6
  • 2.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的四個過程中能量轉(zhuǎn)化形式有
     

    A.2種  B.3種  C.4種  D.4種以上
    (2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
    2H2O(1)
    通電
    2H2(g)+O2(g)△H 1      2H2O(1)
    光照
    催化劑
    2H2(g)+O2(g)△H2   
    以上反應的△H1
     
    △H2(選填“<”、“>”或“=”)
    (3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據(jù)圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產(chǎn)液態(tài)水的熱化學方程式
     

    (4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
    ①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應生成NaBO2,且反應前后B的化合價不變,該反應的化學方程式為
     

    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所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫,使C7H8轉(zhuǎn)化為C7H14,則電解過程中產(chǎn)生的氣體X 為
     
    ,電極A上發(fā)生的電極反應式為
     

    發(fā)布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:136引用:5難度:0.7
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