18.習(xí)近平總書(shū)記在世界領(lǐng)導(dǎo)人氣候峰會(huì)上指出,中國(guó)將在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。這是中國(guó)基于推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求作出的重大戰(zhàn)略決策。因此CO2的捕集、創(chuàng)新利用與封存成為科學(xué)家研究的重要課題。
Ⅰ.最近有科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想:先把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來(lái),并使之變?yōu)榭稍偕剂霞状??!熬G色自由”構(gòu)想技術(shù)流程如圖:
已知:
化學(xué)鍵 |
H-H |
C-O |
C=O |
H-O |
C-H |
鍵能/(kJ?mol-1 |
436 |
326 |
803 |
464 |
414 |
(1)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(空氣從吸收池底部進(jìn)入,溶液從頂部噴淋),其目的是
。
寫(xiě)出吸收池中反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
(2)根據(jù)上表鍵能寫(xiě)出合成塔中反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
。
(3)合成塔中制備甲醇的反應(yīng)一般認(rèn)為通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn):
①CO
2(g)+H
2(g)=CO(g)+H
2O(g)△H
1②CO(g)+2H
2(g)=CH
3OH(g)△H
2=-90kJ?mol
-1若反應(yīng)①為慢反應(yīng),下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是
。
A.
B.
C.
D.
(4)下列物質(zhì)能作為CO
2捕獲劑的是
(填標(biāo)號(hào))。
A.NaOH溶液
B.NH
4Cl溶液
C.CH
3CH
2OH
D.濃氨水
Ⅱ.CO
2和H
2合成甲烷也是CO
2資源化利用的重要方法。
(1)一定條件下Pd-Mg/SiO
2催化劑可使CO
2“甲烷化”從而變廢為寶,其反應(yīng)機(jī)理如圖1所示,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
,反應(yīng)過(guò)程中碳元素的化合價(jià)為-2價(jià)的中間體是
。
(2)催化劑的選擇是CO
2甲烷化技術(shù)的核心。在兩種不同催化劑條件下反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得CO
2轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的影響如圖2所示。對(duì)比兩種催化劑的催化性能,工業(yè)上應(yīng)選擇的催化劑是
,使用的合適溫度為
。