Question

（10分）据报道：美国海军科学家拟提取海水中溶解的二氧化碳，利用类似FT合成的方法生产短链不饱和烃，以作为汽油的替代品。研究发现，如果使用铁作催化剂，二氧化碳与氢气反应产生30%的甲烷，其余的短链烃可以被用来提炼燃料。

（1）为延缓全球温室效应，二氧化碳捕获和封存技术（CCS）是当今化学的前沿技术，下列通过化学反应捕获二氧化碳的反应，其原子利用率达100%的是                    。

（a）CO₂ +CaO CaCO₃      （b）K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃

（c）2Mg+CO₂2MgO+C   

（d）

（2）用二氧化碳合成烃，需要提供辅助原料氢气，下列制取氢气的方法可行且二氧化碳零排放的是       。

（a）用太阳能光解海水制氢            （b）利用天然气与水高温催化制氢

（c）利用活泼金属与海水反应制氢 （d）利用核反应堆多余的电能电解海水制氢

（3）所谓FT合成,就是CO在金属催化剂上催化氢化反应,生成以直链烷烃和烯烃为主的混合物的过程。CO₂与H₂合成汽油（平均组成设为C₈H₁₈）反应的化学方程式为：                                              。

（4）某文献报道：在300℃、30MPa,以Fe、CoCl₂作催化剂条件下，CO₂和H₂反应生成丁烷和戊烷。

①假定在一实验容器中充入一定量的CO₂和H₂，加入催化剂，若CO₂和H₂转化率均为100%，产物只有丁烷和戊烷， n(H₂)/n(CO₂)=a，a取值范围为：                            。

②据问题①，今有标准状况下的CO₂448L, n(丁烷)/n(戊烷) =x,消耗H₂的物质的量为y,则y=                      （用x表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）abd（2分，选对1个或2个得1分，多选错选不得分）

（2）ad（2分，选对1个得1分，多选错选不得分）

（3）8CO₂ + 20H₂C₈H₁₈ +16H₂O（2分）

（4）①3.2<a<3.25 （2分）  ②（260x+320）/(4x+5)（2分）

【解析】其原子利用率达100%的要没有副产物生成。8CO₂ + 20H₂C₈H₁₈ +16H₂O n(H₂)/n(CO₂)=a，a取值范围为：3.2<a<3.25。用极限法处理，有标准状况下的CO₂0.2mol.

n(丁烷)/n(戊烷) =x,H₂的物质的量为y,则y= （260x+320）/(4x+5)（用x表示）。