Question

【題目】某研究團隊發(fā)現(xiàn)一種新型催化劑，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）圖1是利用鎳（Ni）進行化學(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）；燃燒反應(yīng)器中發(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)如下：

Ⅰ.H2+NiO == Ni+H2O，Ⅱ.CO+NiONi+CO2，其中屬于置換反應(yīng)的是_____（填“Ⅰ”或“Ⅱ” ）。這兩個反應(yīng)體現(xiàn)了H2和CO共同的化學(xué)性質(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）圖2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分解池內(nèi)碳酸氫鈉分解的化學(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_____。

③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_____（答出一條即可）。

Answer 1

【答案】I 還原性 氮氣等被分離出去 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 3：22 減輕全球變暖

【解析】

（1）①Ⅰ、H2+NiO = Ni+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，該反應(yīng)的反應(yīng)物都為化合物，不是置換反應(yīng)；所以其中屬于置換反應(yīng)的是 I，這兩個反應(yīng)體現(xiàn)了H2和CO共同的化學(xué)性質(zhì)是還原性；

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濃度更高的原因是氮氣等被分離出去；

（2）①碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；

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，可知每6g的氫氣反應(yīng)，必然有44g二氧化碳參與反應(yīng)，故參加反應(yīng)的H2與CO2的質(zhì)量比是 3：22；

③H2與CO2反應(yīng)高效變甲醇可以消耗空氣中的二氧化碳，這一世界領(lǐng)先的研究成果的意義是：減輕全球變暖。