2.2023年9月23日,杭州亞運(yùn)會(huì)開(kāi)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?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易CO
2捕捉器,其捕捉CO
2的流程如圖所示。
(1)寫(xiě)出噴霧反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式
,此方法中采用“噴霧”的優(yōu)點(diǎn)
。
(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
。
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(guò)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(lèi)型的
反應(yīng),反應(yīng)②中生成物CO中碳元素的化合價(jià)為
。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
(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(shuō)明氫氣的沸點(diǎn)比CO的沸點(diǎn)
(填“低”或“高”)。
轉(zhuǎn)化二:如圖是我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)利用催化劑MoS
2實(shí)現(xiàn)低溫、高效、長(zhǎng)壽命催化CO
2加氫制甲醇(CH
3OH)的工藝。
(5)寫(xiě)出利用光和催化劑使水制取氫氣的符號(hào)表達(dá)式
。該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化形式為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為
能。
(6)寫(xiě)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(hào)表達(dá)式:
。