Question

“溫室效應”是全球關注的環(huán)境問題之一。CO₂是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO₂是解決溫室效應的有效途徑。

⑴下列措施中，有利于降低大氣中CO₂濃度的有：         。（填字母）

a．減少化石燃料的使用            b．植樹造林，增大植被面積

c．采用節(jié)能技術                     d．利用太陽能、風能

⑵將CO₂轉化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO₂轉化成有機物的例子很多，如：

a．6CO₂ + 6H₂OC₆H₁₂O₆       

b．CO₂ + 3H₂CH₃OH +H₂O

c．CO₂ + CH₄CH₃COOH           

d．2CO₂ + 6H₂CH₂=CH₂ + 4H₂O

以上反應中，最節(jié)能的是             ，原子利用率最高的是            。

⑶文獻報道某課題組利用CO₂催化氫化制甲烷的研究過程如下：

反應結束后，氣體中檢測到CH₄和H₂，濾液中檢測到HCOOH，固體中檢測到鎳粉和Fe₃O₄。CH₄、HCOOH、H₂的產(chǎn)量和鎳粉用量的關系如下圖所示（僅改變鎳粉用量，其他條件不變）：

研究人員根據(jù)實驗結果得出結論：HCOOH是CO₂轉化為CH₄的中間體， 

即：CO₂HCOOHCH₄

①寫出產(chǎn)生H₂的反應方程式                                       。

②由圖可知，鎳粉是       。（填字母）

a．反應Ⅰ的催化劑

b．反應Ⅱ的催化劑

c．反應Ⅰ、Ⅱ的催化劑

d．不是催化劑

③當鎳粉用量從1mmol增加到10mmol，反應速率的變化情況是          。（填字母）

a．反應Ⅰ的速率增加，反應Ⅱ的速率不變

b．反應Ⅰ的速率不變，反應Ⅱ的速率增加

c．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均不變

d．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反應Ⅰ的速率增加得快

e．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反應Ⅱ的速率增加得快

f．反應Ⅰ的速率減小，反應Ⅱ的速率增加

Answer 1

⑴abcd       ⑵a   c

⑶①3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂       ②c    ③e

解析：（1）減少化石燃料的使用、采用節(jié)能技術、利用太陽能、風能等可以減少CO₂的排放。植樹造林，增大植被面積，能促進光合作用，吸收排放的CO₂，故答案為abcd。

（2）a反應過程中利用了光能，大大降低了能源的消耗，故a最節(jié)能。c反應過程中CO₂和CH₄完全轉化成了CH₃COOH，原子利用率達到了100%，原子利用率最高。

（3）①“固體中檢測到鎳粉和Fe₃O₄”，說明鎳粉在反應過程中是催化劑，故產(chǎn)生H₂的反應方程式為3Fe+4H₂OFe₃O₄+4H₂。

②根據(jù)題干信息（文字表述及圖像），當鎳粉的量發(fā)生變化時，HCOOH、CH₄的生成的速率都發(fā)生了變化，故鎳粉起到了催化作用。

③當鎳粉用量從1 mmol增加到10 mmol，甲烷的產(chǎn)量增加，甲酸產(chǎn)量降低，H₂的量減少，說明反應Ⅰ的速率加快，而甲酸產(chǎn)量降低，說明反應Ⅱ的速率更快，故e正確。