Question

【題目】捕碳技術(shù)（主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。

在海洋碳循環(huán)中,通過右圖所示的途徑固碳。

①寫出鈣化作用的離子方程式:______ ______________。

②同位素示蹤法證實光合作用釋放出的O2只來自于H2O。 用18O標(biāo)記光合作用的化學(xué)方程式如下，將其補充完整。

__________+__________ (CH2O)x+x18O2+ xH2O)

（2）工業(yè)上常用高濃度K2CO3溶液吸收CO2得到溶液X，再利用電解法使K2CO3溶液再生，并將CO2富集，其裝置如下圖。在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括_________和H++HCO3-=H2O+CO2↑。簡述CO32-在陰極區(qū)再生的原理：______________。

（3）將上述富集的CO2和甲烷重整制合成氣(CO和H2)是CO2資源化利用的有效途徑。合成氣用干制備甲醇的反應(yīng)為:2H2(g) +CO (g) CH3OH(g) △H=-90.l kJ/mol

在T℃時，容積相同的甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表。

根據(jù)上表信息填空（填寫“>”“< ”或“=”）：

2c1_________c3；②|x|+|y|___________90.1；

③2p2_________p3；④α1+α2_________1

Answer 1

【答案】（1）①2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O（2分）②xCO2 （2分）

（2）4OH- -4e- =2H2O+O2↑（2分）HCO3-存在電離平衡：HCO3-H++CO32-，陰極H+放電濃度減小，平衡右移，CO32-再生(或陰極H+放電OH-濃度增大，OH-與HCO3-反應(yīng)生成CO32-)（3分）

（3）①<（1分） ②=（1分） ③>（1分） ④ =（1分）

【解析】

試題分析：（1）①反應(yīng)物中含有碳酸氫根，生成物為碳酸鈣，依據(jù)元素守恒以及電荷守恒得出方程式為：2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O；

②光合作用產(chǎn)生的氧氣來源于水，即水中的氧原子采用示蹤法標(biāo)記為18O，依據(jù)元素守恒配平應(yīng)需要CO2和H218O。

（2）根據(jù)裝置圖分析，與電源正極相連的為電解池的陽極，與電源負極相連的為電解池的陰極，陽極上是氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為4OH--4e-＝2H2O+O2↑；HCO3-存在電離平衡：HCO3- H++CO32-，陰極H+放電濃度減小，平衡右移，所以CO32-在陰極再生。

（3）①根據(jù)等效平衡思想，2mol氫氣和1molCO完全反應(yīng)生成1molCH3OH，加入2mol甲醇相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，則2c1<c3 ；②甲投入2mol氫氣和1molCO，乙中投入1 mol甲醇，則甲與乙是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲與乙的反應(yīng)的能量變化之和為90.1kJ，則|x|+|y|=90.1；③丙容器反應(yīng)物投入量2mol甲醇，是乙的二倍，若平衡不移動，丙中壓強為乙的二倍，由于丙中相當(dāng)于增大壓強，平衡向著向著正向移動，所以丙中壓強減小，小于乙的2倍，即2p2 > p3；④甲容器和乙容器是達到等效平衡狀態(tài)，甲正向進行，乙逆向進行，則α1+α2=1。