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．
（1）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
（2）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+6H₂O

光合作用

C₆H₁₂O₆+6O₂   b．CO₂+3H₂

催化剂

△

CH₃OH+H₂O
c．CO₂+CH₄

催化剂

△

CH₃COOH          d．2CO₂+6H₂

催化剂

△

CH₂═CH₂+4H₂O
以上反应中，最节能的是

 

，原子利用率最高的是

 

．（填字母）
（3）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：CO₂

Ⅰ

HCOOH

Ⅱ

CH₄
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

分析：（1）降低大气中CO₂浓度，应减少化石能源的使用，提倡使用清洁能源；
（2）最节能的措施应使用太阳能；原子利用率最高，应使反应物尽可能转化为生成物，使原子利用率达到100%；
（3）①反应物中含有铁粉和水，在高温条件下可生成氢气；
②Ni为有机反应中常用的加氢催化剂之一，反应I、II均为加氢反应，故加入Ni粉会使反应ⅠⅡ的速率均增加，在图中表现为CH₄的生成速率和H₂的消耗速率均增大；
③从图中可见随着镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，甲酸的产量在迅速减少，说明甲酸的消耗速率大于其生成速率，因此说明反应Ⅱ的速率要比反应Ⅰ的速率增加得快．

解答：解：（1）a．减少化石燃料的使用，可减少二氧化碳的排放，故a正确；
b．植树造林，增大植被面积，通过光合作用，可降低二氧化碳浓度，故b正确；
c．采用节能技术，可减少化石能源的消耗，减少二氧化碳的排放，故c正确；
d．利用太阳能、风能，可减少化石能源的使用，减少二氧化碳的排放，故d正确，
故答案为：abcd；
（2）最节能的措施应使用太阳能，原子利用率等于期望产物的总质量与生成物的总质量之比，只有反应c的原子利用率为100%，反应a的生成物中除期望产物（葡萄糖）外还有氧气产生，
故答案为：a；c；
（3）①铁粉与水蒸气在加热条件下生成Fe₃O₄和氢气，生成的氢气将和CO₂反应产生甲酸，进一步和甲酸反应产生甲烷，
反应的方程式为3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案为：3Fe+4H₂O

高温  .

Fe₃O₄+4H₂；
②由于反应是在固定时间内完成，之后进行冷却和物质检验，因此检验得到的物质产量（mmol）即可以代表化学反应的平均速率，Ni为有机反应中常用的加氢催化剂之一，反应I、II均为加氢反应，故加入Ni粉会使反应ⅠⅡ的速率均增加，在图中表现为CH₄的生成速率和H₂的消耗速率均增大，
故答案为：c；
③从图中可见随着镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol，甲酸的产量在迅速减少，说明甲酸的消耗速率大于其生成速率，因此说明反应Ⅱ的速率要比反应Ⅰ的速率增加得快，
故答案为：e．

点评：本题为08年江苏高考题．此题从生活的热点问题出发，探讨了能源的循环利用和温室效应的解决，着重考查了物质催化反应的过程，结合考查了化学反应速率和对图表的理解解析能力，综合能力要求较高．另外读图时要注意观察横纵坐标的含义和单位．