Question

【題目】2018年5月1l日，人民日報報道：中國科技大學曾杰教授研究團隊發(fā)現(xiàn)新型催化劑，把CO2與H2高效轉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計的利用化學鏈燃燒產生的高濃度CO2制備甲醇的流程圖，據圖回答：

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

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

②與CO、H2直接在空氣中燃燒相比，化學鏈燃燒排放出的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，飽和碳酸鈉溶液吸收高濃度CO2生成碳酸氫鈉；分解池內，碳酸氫鈉受熱分解放出CO2；合成塔內，利用新型催化劑，CO2與H2反應生成甲醇(CH4O)與水。

①吸收池內生成碳酸氫鈉的化學方程式是_____。

②合成塔內生成甲醇的化學反應中，參加反應的H2與CO2的質量比是_____。該反應中，原料H2的理想來源是_____。如果將來H2的制取技術取得突破，“CO2與H2反應高效變甲醇”這一世界領先的研究成果的意義是_____(答出一條即可)。

Answer 1

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

【解析】（1）①根據置換反應的概念解答；根據物質失去氧元素解答；②根據空氣中的氮氣被分離出去分析解答；（2）①根據碳酸鈉與水和二氧化碳反應生成碳酸氫鈉解答；②根據反應的化學方程式解答；（1）①Ⅰ．H2+NiONi+H2O，是單質和化合物反應生成新的單質和新的化合物，屬于置換反應；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中NiO失氧發(fā)生還原反應；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，所以化學鏈燃燒排放出的CO2濃度更高；（2）①吸收池內是碳酸鈉和二氧化碳以及水反應生成碳酸氫鈉，反應的化學方程式是 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3；②合成塔內生成甲醇的化學反應中，參加反應的H2與CO2的反應為3H2+CO2=CH4O+H2O，參加反應的H2與CO2的質量比是6:44，化簡得 3：22；該反應中，原料H2的理想來源是水；如果將來H2的制取技術取得突破，“CO2與H2反應高效變甲醇”這一世界領先的研究成果的意義是減輕全球變暖（合理即可）。