Question

【题目】2018年5月1l日，人民日报报道：中国科技大学曾杰教授研究团队发现新型催化剂，把CO2与H2高效转化为清洁液体燃料甲醇，实现了“人工碳循环”。如图为某科研小组设计的利用化学链燃烧产生的高浓度CO2制备甲醇的流程图，据图回答：

(1)图1是利用镍(Ni)进行化学链燃烧的流程图。与传统的燃料燃烧方式相比，化学链燃烧排放的CO2浓度高，易于收集。

①空气反应器中，金属镍与氧气在一定条件下燃烧生成氧化镍(NiO)；燃料反应器中发生的部分化学反应如下：Ⅰ．H2+NiONi+H2O；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中属于置换反应的是_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，反应Ⅱ中发生还原反应的物质是_____。

②与CO、H2直接在空气中燃烧相比，化学链燃烧排放出的CO2浓度更高的原因是_____。

(2)图2是利用高浓度CO2制取甲醇的流程图：吸收池内，饱和碳酸钠溶液吸收高浓度CO2生成碳酸氢钠；分解池内，碳酸氢钠受热分解放出CO2；合成塔内，利用新型催化剂，CO2与H2反应生成甲醇(CH4O)与水。

①吸收池内生成碳酸氢钠的化学方程式是_____。

②合成塔内生成甲醇的化学反应中，参加反应的H2与CO2的质量比是_____。该反应中，原料H2的理想来源是_____。如果将来H2的制取技术取得突破，“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是_____(答出一条即可)。

Answer 1

【答案】 I NiO 氮气等被分离出去 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 3：22 水 减轻全球变暖

【解析】（1）①根据置换反应的概念解答；根据物质失去氧元素解答；②根据空气中的氮气被分离出去分析解答；（2）①根据碳酸钠与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钠解答；②根据反应的化学方程式解答；（1）①Ⅰ．H2+NiONi+H2O，是单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物，属于置换反应；Ⅱ．CO+NiONi+CO2，其中NiO失氧发生还原反应；②与CO、H2直接在空气中燃烧相比，由于空气中氮气被分离出去，所以化学链燃烧排放出的CO2浓度更高；（2）①吸收池内是碳酸钠和二氧化碳以及水反应生成碳酸氢钠，反应的化学方程式是 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3；②合成塔内生成甲醇的化学反应中，参加反应的H2与CO2的反应为3H2+CO2=CH4O+H2O，参加反应的H2与CO2的质量比是6:44，化简得 3：22；该反应中，原料H2的理想来源是水；如果将来H2的制取技术取得突破，“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是减轻全球变暖（合理即可）。