解题方法
1 . 中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果北京时间9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表,因此
的捕集及其资源化利用成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度
能与
制备合成气
,该过程主要涉及以下反应:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca80f7ce90d639aefc553dfa7abceb64.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1457d07a359b0fbb273fa5d986f70b12.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/036cef1b3070367827f56150fc23d5a4.png)
④![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ea0b1e9fc2b3c1237f317527f086e1f.png)
根据盖斯定律,反应①的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52460e3cfda44d9cbcf407818fd2d535.png)
___________ (写出代数式即可)。
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原
时,采用高浓度的
抑制酸性电解液中的析氢反应来提高乙烯的生成率,装置如图所示。阴极发生的反应为:_______ ;每转移
电子,阳极生成___________
气体(标准状况)
为原料合成
涉及的主要反应如下:
A.
(主反应)
B.
(副反应)
其中,反应
的反应历程可分为如下两步:
a.
(反应速率较快)
b.
(反应速率较慢)
密闭容器中充入
和
合成
,发生主反应,温度对催化剂
性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择
的原因是_______ 。
主反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75693c5ee205a503d4946a947595ce80.png)
副反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b96a5c764beddcad139854751f35c5b.png)
某一刚性容器中充入
和
,在催化剂存在条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。已知:选择性
。
平衡时,生成的
的物质的量是___________ 。
Ⅳ.新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定
方法,如图所示。若原料用
,则产物为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
Ⅰ.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe99425a77836891a45f99af83318312.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca80f7ce90d639aefc553dfa7abceb64.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1457d07a359b0fbb273fa5d986f70b12.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/036cef1b3070367827f56150fc23d5a4.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ea0b1e9fc2b3c1237f317527f086e1f.png)
根据盖斯定律,反应①的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52460e3cfda44d9cbcf407818fd2d535.png)
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0fb7a913ffabeaf085c834faa2d7633.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee10b15238789eff8bcc496fa524cb34.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/447608528c2b3a425cf70308f4746f61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4e6553c72b887ca38fa8b1381a128f9.png)
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8debc28b03f7e0aaec92a820d7081274.png)
B.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0638226687557d1d349fcce5073ac109.png)
其中,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff4489d9b83072184c0e1d6b09be50ca.png)
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ecfc4683cb5a492d184153d8e231462.png)
b.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e89dc6405c8cfc3f91d2f1d0791d1727.png)
密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4e6553c72b887ca38fa8b1381a128f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/003b5702012a4e7effd08be799662008.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b707d5add315ab2bb6c9c8187521284b.png)
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75693c5ee205a503d4946a947595ce80.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b96a5c764beddcad139854751f35c5b.png)
某一刚性容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd22b38b2826d9ea0c76f5ffd300c1a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99f54f19fd88e44fe8edb979945b4154.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d35d52b4d22732ac6b1ca3dd5f2ddd23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a360b231011210e84ff47d842d8df1e8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
Ⅳ.新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/10/5/3339518312251392/3340153733316608/STEM/660460488e8e4e63863368d04435e3df.png?resizew=43)
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2 . 我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,而研发CO2的碳捕捉和碳利用技术则是关键。
(1)大气中的CO2主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧,CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
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
反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)的ΔH=____ kJ•mol-1。
(2)多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类(如C2H4)的金属。如图1所示,电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,反应前后KHCO3浓度基本保持不变,温度控制在10℃左右。生成C2H4的电极反应式为_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/12/40e4ecb4-29cf-4f2b-8e70-c8908a6bdfd5.png?resizew=287)
(3)CO2的电化学催化还原具有条件温和、对环境友好的优点。Cu对CO2的电还原有一定的催化作用。在0.1mol•L-1CuSO4/H2SO4溶液中,改变沉积时间,进行恒电位沉积制备纳米Cu电极。图2是根据不同沉积时间制备的纳米Cu电极的循环伏安曲线作出的CO2的还原峰电流(峰电流越大,表明纳米Cu电极催化效果越好)与沉积时间的关系图,沉积时间超过50s,进一步延长沉积时间,纳米Cu电极催化效果减弱的原因是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/12/39d7bb46-3b55-420f-9360-5fc9174990a9.png?resizew=229)
(4)常温下,以NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。用1LNa2CO3溶液将2.33gBaSO4固体全都转化为BaCO3,再过滤,所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____ mol•L-1。
[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp(BaCO3)=1×10-10;忽略溶液体积变化]
(5)章根强课题组通过温和的自光刻技术制备出富含氧空位的Co(CO3)0.5(OH)•0.11H2O纳米线(用CoⅡ表示),测试结果表明,该CoⅡ在可见光下具有优异的光催化CO2还原活性。分析表明,该CO2还原催化机理为典型的CoⅡ/CoI反应路径(如图3)。首先,光敏剂([Ru(bpy)3]2+)通过可见光照射被激发到激发态([Ru(bpy)3]2+*),随后([Ru(bpy)3]2+*)被TEOA淬灭得到([Ru(bpy)3]+)还原物种,该还原物种将向CoⅡ供激发电子将CoⅡ还原为CoI,_____ 。(结合图示,描述CO2还原为CO的过程)
(1)大气中的CO2主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧,CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
①CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
②CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
③2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO2还原为烃类(如C2H4)的金属。如图1所示,电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,反应前后KHCO3浓度基本保持不变,温度控制在10℃左右。生成C2H4的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/12/40e4ecb4-29cf-4f2b-8e70-c8908a6bdfd5.png?resizew=287)
(3)CO2的电化学催化还原具有条件温和、对环境友好的优点。Cu对CO2的电还原有一定的催化作用。在0.1mol•L-1CuSO4/H2SO4溶液中,改变沉积时间,进行恒电位沉积制备纳米Cu电极。图2是根据不同沉积时间制备的纳米Cu电极的循环伏安曲线作出的CO2的还原峰电流(峰电流越大,表明纳米Cu电极催化效果越好)与沉积时间的关系图,沉积时间超过50s,进一步延长沉积时间,纳米Cu电极催化效果减弱的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/12/39d7bb46-3b55-420f-9360-5fc9174990a9.png?resizew=229)
(4)常温下,以NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。用1LNa2CO3溶液将2.33gBaSO4固体全都转化为BaCO3,再过滤,所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为
[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp(BaCO3)=1×10-10;忽略溶液体积变化]
(5)章根强课题组通过温和的自光刻技术制备出富含氧空位的Co(CO3)0.5(OH)•0.11H2O纳米线(用CoⅡ表示),测试结果表明,该CoⅡ在可见光下具有优异的光催化CO2还原活性。分析表明,该CO2还原催化机理为典型的CoⅡ/CoI反应路径(如图3)。首先,光敏剂([Ru(bpy)3]2+)通过可见光照射被激发到激发态([Ru(bpy)3]2+*),随后([Ru(bpy)3]2+*)被TEOA淬灭得到([Ru(bpy)3]+)还原物种,该还原物种将向CoⅡ供激发电子将CoⅡ还原为CoI,
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/12/2d708874-238b-4d8f-a552-7ba93bd5798c.png?resizew=414)
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2022-12-08更新
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461次组卷
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2卷引用:江苏省扬州中学2023-2024学年高三上学期10月月考化学试题