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          CO2的資源化利用是“減少碳排放”背景下的科學研究熱點。

          Ⅰ.利用CO2甲烷化反應:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)進行熱力學轉化。
          (1)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
          CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ/mol
          寫出CO2甲烷化反應的熱化學方程式
          CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.2kJ/mol
          CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.2kJ/mol

          (2)CO2甲烷化反應的平衡常數的表達式:K=
          c
          C
          H
          4
          ?
          c
          2
          H
          2
          O
          c
          C
          O
          2
          ?
          c
          4
          H
          2
          c
          C
          H
          4
          ?
          c
          2
          H
          2
          O
          c
          C
          O
          2
          ?
          c
          4
          H
          2
          。溫度升高,K
          減小
          減小
          。(填“增大”或“減小”)
          (3)在圖1中畫出其他條件不變時,一段時間內,壓強對CO2的轉化率的影響示意圖

          Ⅱ.CO2催化加氫合成二甲醚。其過程中主要發生下列反應:
          反應ⅰ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ?mol-1
          反應ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ?mol-1
          在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下,CO2平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖2所示。
          (4)①溫度升高,平衡時CH3OCH3的選擇性下降的原因是
          反應ii是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,c(CH3OCH3)減少,CH3OCH3的選擇性下降
          反應ii是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,c(CH3OCH3)減少,CH3OCH3的選擇性下降

          ②溫度高于300℃時,CO2平衡轉化率隨溫度升高而上升的原因是
          反應i是吸熱反應,反應ii是放熱反應,升高溫度,有利于反應i正向進行,使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升,不利于反應ii正向進行,使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降,在溫度高于300℃時,溫度對反應i的影響大于對反應ii的影響
          反應i是吸熱反應,反應ii是放熱反應,升高溫度,有利于反應i正向進行,使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升,不利于反應ii正向進行,使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降,在溫度高于300℃時,溫度對反應i的影響大于對反應ii的影響

          Ⅲ.電化學轉化
          多晶Cu可高效催化CO2甲烷化,電解CO2制備CH4的原理示意圖如圖3。電解過程中溫度控制在10℃左右,持續通入CO2.陰、陽極室的KHCO3溶液的濃度基本保持不變。
          (5)多晶Cu作
          (填“陰”或“陽”)極。
          (6)陽極上發生的電極反應式是
          4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O
          4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O

          (7)陰離子交換膜中傳導的離子是
          HCO3-
          HCO3-
          ,移動方向是
          從右向左
          從右向左
          。(填“從左向右”或者“從右向左”)

          【答案】CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.2kJ/mol;
          c
          C
          H
          4
          ?
          c
          2
          H
          2
          O
          c
          C
          O
          2
          ?
          c
          4
          H
          2
          ;減小;;反應ii是放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,c(CH3OCH3)減少,CH3OCH3的選擇性下降;反應i是吸熱反應,反應ii是放熱反應,升高溫度,有利于反應i正向進行,使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升,不利于反應ii正向進行,使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降,在溫度高于300℃時,溫度對反應i的影響大于對反應ii的影響;陰;4HCO3--4e-=O2↑+4CO2↑+2H2O;HCO3-;從右向左
          【解答】
          【點評】
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            (1)圖1的四個過程中能量轉化形式有
             

            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,依據圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產液態水的熱化學方程式
             

            (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氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態氫,根據平衡移動的原理,可改變的條件之一是
             

            ③一定條件下,如圖3所示裝置可實現有機物的電化學儲氫,使C7H8轉化為C7H14,則電解過程中產生的氣體X 為
             
            ,電極A上發生的電極反應式為
             

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