我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,而研发CO
2的碳捕捉和碳利用技术则是关键。
(1)大气中的CO
2主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧,CH
4与CO
2重整是CO
2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
①CH
4(g)

C(s)+2H
2(g) ΔH
1=akJ•mol
-1②CO
2(g)+H
2(g)

CO(g)+H
2O(g) ΔH
2=bkJ•mol
-1③2CO(g)

CO
2(g)+C(s) ΔH
3=ckJ•mol
-1反应CH
4(g)+CO
2(g)

2CO(g)+2H
2(g)的ΔH=
____kJ•mol
-1。
(2)多晶Cu是目前唯一被实验证实能高效催化CO
2还原为烃类(如C
2H
4)的金属。如图1所示,电解装置中分别以多晶Cu和Pt为电极材料,用阴离子交换膜分隔开阴、阳极室,反应前后KHCO
3浓度基本保持不变,温度控制在10℃左右。生成C
2H
4的电极反应式为
_____。

(3)CO
2的电化学催化还原具有条件温和、对环境友好的优点。Cu对CO
2的电还原有一定的催化作用。在0.1mol•L
-1CuSO
4/H
2SO
4溶液中,改变沉积时间,进行恒电位沉积制备纳米Cu电极。图2是根据不同沉积时间制备的纳米Cu电极的循环伏安曲线作出的CO
2的还原峰电流(峰电流越大,表明纳米Cu电极催化效果越好)与沉积时间的关系图,沉积时间超过50s,进一步延长沉积时间,纳米Cu电极催化效果减弱的原因是
____。

(4)常温下,以NaOH溶液作CO
2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na
2CO
3。用1LNa
2CO
3溶液将2.33gBaSO
4固体全都转化为BaCO
3,再过滤,所用的Na
2CO
3溶液的物质的量浓度至少为
____mol•L
-1。
[已知:常温下K
sp(BaSO
4)=1×10
-11,K
sp(BaCO
3)=1×10
-10;忽略溶液体积变化]
(5)章根强课题组通过温和的自光刻技术制备出富含氧空位的Co(CO
3)
0.5(OH)•0.11H
2O纳米线(用Co
II表示),测试结果表明,该Co
II在可见光下具有优异的光催化CO
2还原活性。分析表明,该CO
2还原催化机理为典型的Co
II/Co
I反应路径(如图3)。首先,光敏剂([Ru(bpy)
3]
2+)通过可见光照射被激发到激发态([Ru(bpy)
3]
2+*),随后([Ru(bpy)
3]
2+*)被TEOA淬灭得到([Ru(bpy)
3]
+)还原物种,该还原物种将向Co
II供激发电子将Co
II还原为Co
I,
_____。(结合图示,描述CO
2还原为CO的过程)