Question

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。

⑴下列措施中，有利于降低大气中CO₂浓度的有：         。（填字母）

a．减少化石燃料的使用            b．植树造林，增大植被面积

c．采用节能技术                     d．利用太阳能、风能

⑵将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环。CO₂转化成有机物的例子很多，如：

a．6CO₂ + 6H₂OC₆H₁₂O₆       

b．CO₂ + 3H₂CH₃OH +H₂O

c．CO₂ + CH₄CH₃COOH           

d．2CO₂ + 6H₂CH₂=CH₂ + 4H₂O

以上反应中，最节能的是             ，原子利用率最高的是            。

⑶文献报道某课题组利用CO₂催化氢化制甲烷的研究过程如下：

反应结束后，气体中检测到CH₄和H₂，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe₃O₄。CH₄、HCOOH、H₂的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：

研究人员根据实验结果得出结论：HCOOH是CO₂转化为CH₄的中间体， 

即：CO₂HCOOHCH₄

①写出产生H₂的反应方程式                                       。

②由图可知，镍粉是       。（填字母）

a．反应Ⅰ的催化剂

b．反应Ⅱ的催化剂

c．反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂

d．不是催化剂

③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是          。（填字母）

a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变

b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加

c．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变

d．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快

e．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快

f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加

Answer 1

⑴abcd       ⑵a   c

⑶①3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂       ②c    ③e

解析：（1）减少化石燃料的使用、采用节能技术、利用太阳能、风能等可以减少CO₂的排放。植树造林，增大植被面积，能促进光合作用，吸收排放的CO₂，故答案为abcd。

（2）a反应过程中利用了光能，大大降低了能源的消耗，故a最节能。c反应过程中CO₂和CH₄完全转化成了CH₃COOH，原子利用率达到了100%，原子利用率最高。

（3）①“固体中检测到镍粉和Fe₃O₄”，说明镍粉在反应过程中是催化剂，故产生H₂的反应方程式为3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂。

②根据题干信息（文字表述及图像），当镍粉的量发生变化时，HCOOH、CH₄的生成的速率都发生了变化，故镍粉起到了催化作用。

③当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，甲烷的产量增加，甲酸产量降低，H₂的量减少，说明反应Ⅰ的速率加快，而甲酸产量降低，说明反应Ⅱ的速率更快，故e正确。