Question

【题目】CO2是一种廉价的碳资源，资源化利用CO2具有重要的工业与环境意义。

(1)下列物质理论上可以作为CO2捕获剂的是____(填序号)。

A．NH4Cl溶液 B．(NH4)2CO3溶液 C．氨水 D．稀H2SO4

(2)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为碳减排提供了一个新途径。该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。

该转化过程①中会____能量(填“吸收”或“释放”)；CO2分解反应的热化学方程式为______，实现该反应的能量转化方式是________。

(3)O2辅助的Al-CO2电池能有效利用CO2，且电池反应产物Al2(C2O4)。是重要的化工原料，工作原理如图所示。若正极上CO2还原生成C2O，则正极的反应式为___；电路中转移1 mol电子，需消耗CO2_____L(标准状况)。

Answer 1

【答案】BC 吸收 2CO2(g)═2CO(g)+O2(g) △H=+60kJ/mol 光能和热能转化为化学能 2CO2+2e-=C2O 22.4

【解析】

(1)二氧化碳是酸性氧化物，具有碱性的物质均能捕获CO2，据此分析判断；

(2)根据图象，过程①中钛氧键断裂；以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和氧气，根据能量守恒判断能量转化方式，结合反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能计算书写反应的热化学方程式；

(3)该原电池中Al作负极，失电子生成铝离子，正极上O2反应前后质量、化学性质不变，是催化剂，CO2还原生成C2O，据此分析解答。

(1)二氧化碳是酸性氧化物，具有碱性的物质均能捕获CO2，反应如下：(NH4)2CO3+CO2+H2O=2 NH4HCO3，NH3·H2O+CO2= NH4HCO3，NH4Cl溶液与稀H2SO4是酸性溶液，与二氧化碳都不能发生反应，故答案为：BC；

(2)根据图象，过程①中钛氧键断裂会吸收能量，以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和氧气，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，反应的焓变=反应物总键能-生成物总键能，焓变与其方程式计量数成正比，则该反应的热化学方程式为2CO2(g)═2CO(g)+O2(g) △H=(1598-1072-496)kJ/mol×2=+60kJ/mol，故答案为：吸收；2CO2(g)═2CO(g)+O2(g) △H=+60kJ/mol；光能和热能转化为化学能；

(3)该原电池中Al作负极，失电子生成铝离子，电极反应式为Al-3e-=Al3+(或2Al-6e-=2Al3+)，根据图示，正极上O2是辅助反应的发生，是催化剂，电池的正极反应式为：2CO2+2e-=C2O，电池总反应为2Al+6CO2═Al2(C2O4)3，反应中转移6个电子，因此当电路中转移1 mol电子，需消耗1molCO2，在标准状况下的体积为22.4L，故答案为：2CO2+2e-=C2O；22.4。