Question

【題目】2018年5月1l日，人民日報報道：中國科技大學(xué)曾杰教授研究團隊發(fā)現(xiàn)新型催化劑，把CO2與H2高效轉(zhuǎn)化為清潔液體燃料甲醇，實現(xiàn)了“人工碳循環(huán)”。如圖為某科研小組設(shè)計的利用化學(xué)鏈燃燒產(chǎn)生的高濃度CO2制備甲醇的流程圖，據(jù)圖回答：

(1)如圖是利用鎳(Ni)進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒的流程圖。與傳統(tǒng)的燃料燃燒方式相比，化學(xué)鏈燃燒排放的CO2濃度高，易于收集。

①空氣反應(yīng)器中，金屬鎳與氧氣在一定條件下燃燒生成氧化鎳(NiO)；燃料反應(yīng)器中發(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)如下：Ⅰ．H2+NiONi+H2O；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中屬于置換反應(yīng)的是_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，反應(yīng)Ⅱ中發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是_____。

②與CO、H2直接在空氣中燃燒相比，化學(xué)鏈燃燒排放出的CO2濃度更高的原因是_____。

(2)如圖是利用高濃度CO2制取甲醇的流程圖：吸收池內(nèi)，飽和碳酸鈉溶液吸收高濃度CO2生成碳酸氫鈉；分解池內(nèi)，碳酸氫鈉受熱分解放出CO2；合成塔內(nèi)，利用新型催化劑，CO2與H2反應(yīng)生成甲醇(CH4O)與水。

①吸收池內(nèi)生成碳酸氫鈉的化學(xué)方程式是_____。

②合成塔內(nèi)生成甲醇的化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)的H2與CO2的質(zhì)量比是_____。該反應(yīng)中，原料H2的理想來源是_____。

Answer 1

【答案】I NiO 氮氣等被分離出去 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 3：22 水

【解析】

（1）①Ⅰ．H2+NiONi+H2O，是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)和新的化合物，屬于置換反應(yīng)；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中NiO失去氧發(fā)生還原反應(yīng)；②與CO、H2直接在空氣中燃燒相比，由于空氣中氮氣被分離出去，所以化學(xué)鏈燃燒排放出的CO2濃度更高；故填：I；NiO；氮氣等被分離出去

（2）①吸收池內(nèi)是碳酸鈉和二氧化碳以及水反應(yīng)生成碳酸氫鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3；②合成塔內(nèi)生成甲醇的化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)的H2與CO2的反應(yīng)為3H2+CO2=CH4O+H2O，參加反應(yīng)的H2與CO2的質(zhì)量比是6:44，化簡得 3：22；該反應(yīng)中，原料H2的理想來源是水；如果將來H2的制取技術(shù)取得突破，“CO2與H2反應(yīng)高效變甲醇”這一世界領(lǐng)先的研究成果的意義是減輕全球變暖（合理即可）。故填：Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3；3：22；水