1. 二氧化碳是重要的自然资源,和人类的生命活动息息相关。
(1) 人类进行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸,通过酶的催化作用,把糖类等有机物转化为二氧化碳和水。呼吸作用属于(填“缓慢”或“剧烈”)氧化。
(2) 在航天服、航天器、空间站等密闭系统中,CO2浓度会高得多,而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡,因此必须通过一定方法将CO2清除。

【探究除碳技术】

I.非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术

①我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)吸收CO2生成碳酸锂,该技术设备操作简单,功能可靠,适用于短期出舱任务。类比NaOH和二氧化碳的反应,写出氢氧化锂(LiOH)吸收CO2发生反应的化学方程式为。吸收二氧化碳,采用LiOH而不用NaOH的原因是

II.萨巴蒂尔(Sabatier)除碳生氧技术

②利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如图所示。

已知:萨巴蒂尔(Sabatier)反应是放热反应,控制反应器内的温度非常重要,反应在300℃-400℃时转化率较高,所以一般会将进入反应器的气体预热到此温度,同时反应器配有装置,确保反应器高效率、低能耗的持续运行。这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充(填化学式)。

III.催化固碳技术

实验小组查阅资料,发现利用CO2和H2在催化剂作用下反应,不仅可以解决固碳问题还可以生成可做燃料的甲醇(CH3OH)。

③结合图可知,温度为K时甲醇产率最高;压强越大,甲醇产率越高,但在实际生产中,并不是压强越大越好,其原因是

④催化固碳条件较为苛刻,实验小组发现还可以利用电解法来固碳,根据图示分析随着电解进行,电解质溶液的浓度会。(填“升高”、“降低”或“不变”)

(3) 我国科学家在实验室实现以CO2和H为原料入工合成淀粉(C6H10O5)n , 人工合成淀粉技术可分为以下两个阶段,如图所示:

阶段1:从太阳能→电能→氢能→甲醇;

阶段2:以甲醇为原料通过“Cl→C3→C6→淀粉”的策略,多步酶催化合成淀粉。

①在阶段1中,利用氢能在一定条件下合成甲醇的化学反应方程式为

②若用44gCO2人工合成淀粉(假设反应过程中无含碳物质的加入和损失),计算理论上制得淀粉的质量

③人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段,但对解决粮食危机和减少碳排放有着重大意义。传统农业中绿色植物(以玉米为例)光合作用和人工合成淀粉技术合成等量淀粉的对比如表所示。


玉米淀粉

人工合成淀粉

能量转化效率

2%

7%

生产条件与方式

阳光、灌溉、施肥施药、收割

全天候车间生产

生产周期

4-6个月

1-2天

据表分析,人工合成淀粉技术相较于传统农业,其优势是。(写出1点即可)

【考点】
溶质的质量分数及相关计算; 碱的化学性质; 质量守恒定律及其应用;
【答案】

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