2023年9月23日,杭州亞運(yùn)會開幕式使用液體火炬燃料—“零碳甲醇”,備受矚目,它是CO
2資源化利用的有效途徑,是實(shí)現(xiàn)“碳中和”理念的重要途徑(“碳中和”是指CO
2的排放總量和減少總量相當(dāng))。
Ⅰ.“碳捕獲”并封存有利于減緩溫室效應(yīng)。
同學(xué)們設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易CO
2捕捉器,其捕捉CO
2的流程如圖所示。
(1)寫出噴霧反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的符號表達(dá)式
CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O
CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O
,此方法中采用“噴霧”的優(yōu)點(diǎn)
增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分
增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分
。
(2)流程中CaO與水反應(yīng)后生成Ca(OH)
2可循環(huán)利用,但從節(jié)能的角度看,存在的不足是
碳酸鈣高溫煅燒,耗能較多,此轉(zhuǎn)化最終沒有減少二氧化碳?xì)怏w的排放
碳酸鈣高溫煅燒,耗能較多,此轉(zhuǎn)化最終沒有減少二氧化碳?xì)怏w的排放
。
Ⅱ.“碳”的轉(zhuǎn)化與利用
轉(zhuǎn)化一:CH
4與CO
2在催化劑作用下可得到CO和H
2,反應(yīng)過程如圖所示,在催化劑表面發(fā)生的反應(yīng)可分為以下2步:反應(yīng)①CH
4C+H
2反應(yīng)②C+CO
2CO
(3)反應(yīng)①屬于基本反應(yīng)類型的
分解
分解
反應(yīng),反應(yīng)②中生成物CO中碳元素的化合價(jià)為
+2
+2
。反應(yīng)中各物質(zhì)的量隨溫度變化的曲線如圖所示,縱坐標(biāo)(kmol)數(shù)值越大表示該物質(zhì)越多,因此,反應(yīng)需在
較高
較高
(填“較低”或“較高”)溫度下進(jìn)行。
(4)利用液氮的低溫可將CO先液化,從而獲得純凈的氫氣,氫氣先逸出,說明氫氣的沸點(diǎn)比CO的沸點(diǎn)
低
低
(填“低”或“高”)。
轉(zhuǎn)化二:如圖是我國科研團(tuán)隊(duì)利用催化劑MoS
2實(shí)現(xiàn)低溫、高效、長壽命催化CO
2加氫制甲醇(CH
3OH)的工藝。
(5)寫出利用光和催化劑使水制取氫氣的符號表達(dá)式
。該過程的能量轉(zhuǎn)化形式為太陽能轉(zhuǎn)換為
化學(xué)
化學(xué)
能。
(6)寫出CO
2和H
2在MoS
2催化劑和加熱條件下轉(zhuǎn)化為甲醇(CH
3OH)和水的符號表達(dá)式:
。