我國對世界鄭重承諾：2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，而研發(fā)CO₂的碳捕捉和碳利用技術(shù)則是關(guān)鍵。
（1）大氣中的CO₂主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒，CH₄與CO₂重整是CO₂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)：
①CH₄（g）?C（s）+2H₂（g） ΔH₁=akJ?mol^-1
②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g） ΔH₂=bkJ?mol^-1
③2CO（g）?CO₂（g）+C（s） ΔH₃=ckJ?mol^-1
反應(yīng)CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）的ΔH=

（a-c）

（a-c）

kJ?mol^-1。
（2）多晶Cu是目前唯一被實驗證實能高效催化CO₂還原為烴類（如C₂H₄）的金屬。如圖所示，電解裝置中分別以多晶Cu和Pt為電極材料，用陰離子交換膜分隔開陰、陽極室，反應(yīng)前后KHCO₃濃度基本保持不變，溫度控制在10℃左右。生成C₂H₄的電極反應(yīng)式為

14CO₂+12e^-+8H₂O=C₂H₄+12

HCO

-

3

14CO₂+12e^-+8H₂O=C₂H₄+12

HCO

-

3

。

（3）CO₂與H₂反應(yīng)如果用Co/C作為催化劑，可以得到含有少量甲酸的甲醇。為了研究催化劑的催化效率，將Co/C催化劑循環(huán)使用，相同條件下，隨著循環(huán)使用次數(shù)的增加，甲醇的產(chǎn)量如圖所示，試推測甲醇產(chǎn)量變化的可能原因

反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑，使催化劑活性降低

反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑，使催化劑活性降低

。

（4）常溫下，以NaOH溶液作CO₂捕捉劑不僅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na₂CO₃。用1LNa₂CO₃溶液將2.33gBaSO₄固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO₃，再過濾，所用的Na₂CO₃溶液的物質(zhì)的量濃度至少為

0.11

0.11

mol?L^-1。[已知：常溫下K_sp（BaSO₄）=1×10^-11，K_sp（BaCO₃）=1×10^-10；忽略溶液體積變化]
（5）某課題組通過溫和的自光刻技術(shù)制備出富含氧空位的Co（CO₃）_0.5（OH）?0.11H₂O納米線（用Co^II表示），測試結(jié)果表明，該Co^II在可見光下具有優(yōu)異的光催化CO₂還原活性。分析表明，該CO₂還原催化機理為典型的Co^II/Co^I反應(yīng)路徑（如圖）。首先，光敏劑（[Ru（bpy）₃]²⁺）通過可見光照射被激發(fā)到激發(fā)態(tài)（[Ru（bpy）₃]^2+*），隨后（[Ru（bpy）₃]^2+*）被TEOA淬滅得到（[Ru（bpy）₃]⁺）還原物種，該還原物種將向Co^II供激發(fā)電子將Co^II還原為Co^I，

Co^I失去一個電子轉(zhuǎn)化為Co^II，同時失去的電子被轉(zhuǎn)移到吸附在光催化劑表面的CO₂上生成Co^IICOO^-，Co^IICOO^-再結(jié)合一個H⁺轉(zhuǎn)化為Co^IICOOH，H⁺得到一個電子和Co^IICOOH結(jié)合生成Co^IICO和H₂O（Co^IICOOH+H⁺+e^-=Co^IICO+H₂O），CO分子從Co^IICO中解吸附釋放出

Co^I失去一個電子轉(zhuǎn)化為Co^II，同時失去的電子被轉(zhuǎn)移到吸附在光催化劑表面的CO₂上生成Co^IICOO^-，Co^IICOO^-再結(jié)合一個H⁺轉(zhuǎn)化為Co^IICOOH，H⁺得到一個電子和Co^IICOOH結(jié)合生成Co^IICO和H₂O（Co^IICOOH+H⁺+e^-=Co^IICO+H₂O），CO分子從Co^IICO中解吸附釋放出

。（結(jié)合圖示，描述CO₂還原為CO的過程）