1. 当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1) 大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如表:

物质

H2(g)

C(石墨,s)

C6H6(l)

燃烧热△H(kJ•mol-1)

-285.8

-393.5

-3267.5

则25℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为

(2) 雨水中含有来自大气的CO2 , 溶于水中的CO2进一步和水反应,发生电离:

①CO2(g)=CO2(aq)

②CO2(aq)+H2O(l)=H+(aq)+HCO (aq)

25℃时,反应②的平衡常数为K2

溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol•L-1•kPa-1 , 当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为mol•L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略HCO 的电离)

(3) 105℃时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s) M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。

保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于kPa。

(4) 我国科学家研究Li—CO2电池,取得了重大科研成果,回答下列问题:

①Li—CO2电池中,Li为单质锂片,则该电池中的CO2(填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳,且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行,写出步骤Ⅲ的离子方程式。

Ⅰ.2CO2+2e-=C2O Ⅱ.C2O =CO2+CO

Ⅲ.         Ⅳ.CO +2Li+=Li2CO3

②研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。

Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为

Ⅱ.在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图.由此判断,CO2电还原为CO从易到难的顺序为(用a、b、c字母排序)。

【考点】
热化学方程式; 电极反应和电池反应方程式; 物质的量浓度; 原电池工作原理及应用;
【答案】

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