Question

【题目】捕碳技术（主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。

在海洋碳循环中,通过右图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式:______ ______________。

②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。 用18O标记光合作用的化学方程式如下，将其补充完整。

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

（2）工业上常用高浓度K2CO3溶液吸收CO2得到溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，并将CO2富集，其装置如下图。在阳极区发生的反应包括_________和H++HCO3-=H2O+CO2↑。简述CO32-在阴极区再生的原理：______________。

（3）将上述富集的CO2和甲烷重整制合成气(CO和H2)是CO2资源化利用的有效途径。合成气用干制备甲醇的反应为:2H2(g) +CO (g) CH3OH(g) △H=-90.l kJ/mol

在T℃时，容积相同的甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表。

根据上表信息填空（填写“>”“< ”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-存在电离平衡：HCO3-H++CO32-，阴极H+放电浓度减小，平衡右移，CO32-再生(或阴极H+放电OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-)（3分）

（3）①<（1分） ②=（1分） ③>（1分） ④ =（1分）

【解析】

试题分析：（1）①反应物中含有碳酸氢根，生成物为碳酸钙，依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为：2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O；

②光合作用产生的氧气来源于水，即水中的氧原子采用示踪法标记为18O，依据元素守恒配平应需要CO2和H218O。

（2）根据装置图分析，与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为4OH--4e-＝2H2O+O2↑；HCO3-存在电离平衡：HCO3- H++CO32-，阴极H+放电浓度减小，平衡右移，所以CO32-在阴极再生。

（3）①根据等效平衡思想，2mol氢气和1molCO完全反应生成1molCH3OH，加入2mol甲醇相当于增大压强，平衡正向移动，则2c1<c3 ；②甲投入2mol氢气和1molCO，乙中投入1 mol甲醇，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为90.1kJ，则|x|+|y|=90.1；③丙容器反应物投入量2mol甲醇，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍，由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2 > p3；④甲容器和乙容器是达到等效平衡状态，甲正向进行，乙逆向进行，则α1+α2=1。