Question

【題目】甲酸（HCOOH）是一種可再生的儲氫物質(zhì)，其產(chǎn)生、儲存和應(yīng)用H2的循環(huán)示意圖如下。

（1）HCOOH的結(jié)構(gòu)式是________。

（2）產(chǎn)生H2：上圖中光催化產(chǎn)生H2的化學(xué)方程式是________。

（3）儲存H2：

Ⅰ．CO2加氫法：

①已知：2HCOOH (l) ＋ O2 (g) ＝ 2CO2 (g) ＋ 2H2O (l) ΔH ＝－510 kJ·mol1

2H2 (g) ＋ O2 (g) ＝ 2H2O (l) ΔH ＝－572 kJ·mol1

則CO2 (g) ＋ H2 (g) ＝ HCOOH (l) ΔH ＝________。

此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝________。

②增大壓強(qiáng)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高，原因是________。

即使在高壓和高溫條件下，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率也不高，為實(shí)現(xiàn)CO2加氫向甲酸的高效轉(zhuǎn)化還可以采取的措施是________。

Ⅱ．電化學(xué)還原法：

在碳酸氫鹽的水溶液中，CO2還原成甲酸的原理如圖1所示。

③圖1中，陰極的電極反應(yīng)式是________。

④依據(jù)圖1，在圖2的方框中填出相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式或離子符號_____。

Answer 1

【答案】 2H2O ==== 2H2↑+ O2↑ －31 kJ·mol1 反應(yīng)CO2 + H2＝HCOOH是氣體總分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)利于反應(yīng)進(jìn)行 選擇合適的催化劑，增大c(H2) CO2 + H2O +2e－＝HCOO－+ OH－

【解析】（1）HCOOH的結(jié)構(gòu)式是；（2）根據(jù)圖中信息可知，水催化分解產(chǎn)生O２和H2的化學(xué)方程式是2H2O == 2H2↑+ O2↑；（3）①已知反應(yīng)①2HCOOH (l) ＋ O2 (g) ＝ 2CO2 (g) ＋ 2H2O (l) ΔH１ ＝－510 kJ·mol1，②2H2 (g) ＋ O2 (g) ＝ 2H2O (l) ΔH２ ＝－572 kJ·mol1

，根據(jù)蓋斯定律，由得反應(yīng)CO2 (g) ＋ H2 (g) ＝ HCOOH (l) ΔH ＝；反應(yīng)CO2 (g) ＋ H2 (g) ＝ HCOOH (l)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝；②反應(yīng)CO2 + H2＝HCOOH是氣體總分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)利于反應(yīng)進(jìn)行，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高；即使在高壓和高溫條件下，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率也不高，為實(shí)現(xiàn)CO2加氫向甲酸的高效轉(zhuǎn)化還可以采取的措施是選擇合適的催化劑，增大c(H2)；③圖1中，陰極上二氧化碳得電子產(chǎn)生HCOO－，電極反應(yīng)式是CO2 + H2O +2e－＝HCOO－+ OH－；④依據(jù)圖1，在圖2中連接正極的陽極上氫氧根離子失電子產(chǎn)生氧氣，碳酸氫根離子在左室陰極上得電子產(chǎn)生甲酸故通入的是碳酸氫鹽，補(bǔ)充如下圖：。