11.CO2是造成溫室效應(yīng)增強(qiáng)的主要?dú)怏w,CO2在催化劑、230℃、壓力為5-10MPa等條件下與氫氣反應(yīng)來(lái)制備甲醇等物質(zhì),被認(rèn)為是目前短期間內(nèi)固定大量排放CO2的既經(jīng)濟(jì)又有效的方法之一.“碳捕捉技術(shù)”是指通過(guò)一定的方法,將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來(lái)并利用,能有效地減少CO2氣體的排放.如可利用NaOH溶液來(lái)“捕捉”CO2,其基本過(guò)程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出).

根據(jù)以上信息判斷,分析完成以下問(wèn)題.
(1)請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)上用CO2制備甲醇的化學(xué)方程式為:CO2+3H2$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{高溫高壓}$CH4O+H2O;
(2)下列有關(guān)“碳捕捉技術(shù)”方法的敘述中正確的是D;
A.能耗不大是該方法的一大優(yōu)點(diǎn)
B.整個(gè)過(guò)程中,只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用
C.“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶
D.該方法可以減少碳排放,捕捉到的CO2還可以用來(lái)制備甲醇等產(chǎn)品
(3)甲醇是重要化工原料和石油補(bǔ)充替代合成燃料,通過(guò)加氫將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的研究倍受關(guān)注,但工業(yè)上用CO2制備甲醇目前尚未得以推廣使用,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的知識(shí),從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境或生產(chǎn)工藝等角度,提出實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)需要解決的關(guān)鍵環(huán)節(jié)(請(qǐng)列出兩條).
①解決能耗大問(wèn)題;
②解決氫源限制問(wèn)題.

分析 (1)根據(jù)二氧化碳和氫氣在高溫高壓催化劑的條件下生成甲醇和水進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)各物質(zhì)之間的反應(yīng)進(jìn)行分析;
(3)根據(jù)該反應(yīng)的能耗大和氫氣的制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等問(wèn)題進(jìn)行分析.

解答 解:(1)二氧化碳和氫氣在高溫高壓催化劑的條件下生成甲醇和水,化學(xué)方程式為:CO2+3H2$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{高溫高壓}$CH4O+H2O;
(2)A、該反應(yīng)需要的條件是高溫高壓,能耗較大,故A錯(cuò)誤;
B、整個(gè)過(guò)程中,氧化鈣、二氧化碳都可以循環(huán)使用,故B錯(cuò)誤;
C、“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)的基本操作是過(guò)濾,故C錯(cuò)誤;
D、該方法可以減少碳排放,捕捉到的CO2還可以用來(lái)制備甲醇等產(chǎn)品,故D正確.
故選:D;
(3)該反應(yīng)中存在的問(wèn)題能耗大和氫氣的制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等,所以解決能耗大問(wèn)題;解決氫源限制問(wèn)題.
故答案為:(1)CO2+3H2$\frac{\underline{\;\;\;催化劑\;\;\;}}{高溫高壓}$CH4O+H2O;
(2)D;
(3)解決能耗大問(wèn)題;解決氫源限制問(wèn)題;尋找優(yōu)良催化劑等問(wèn)題;獲得高純度CO2

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí),首先分析題中考查的問(wèn)題,然后結(jié)合學(xué)過(guò)的知識(shí)和題中所給的知識(shí)進(jìn)行解答.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.(1)人們使用天然氣(主要成分為甲烷)過(guò)程中要注意通風(fēng),如果氧氣不足會(huì)產(chǎn)生一氧化碳,使人中毒.某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室利用下列實(shí)驗(yàn)裝置,在老師指導(dǎo)下制取氧氣和甲烷,并檢驗(yàn)甲烷燃燒后的氣體產(chǎn)物.
①小王用加熱無(wú)水醋酸鈉和堿石灰固體中的氫氧化鈉反應(yīng)生成甲烷,發(fā)生裝置應(yīng)選擇圖1中的A(填字母).

②小李用一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳固體制取并收集一瓶干燥的氧氣,請(qǐng)從圖1選擇裝置圖,正確的組裝順序?yàn)镃FD(填字母),反應(yīng)方程式為2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
③下面是小張對(duì)甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn).(圖2)(假定每步均完全反應(yīng))請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告:

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將燃燒后氣體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證甲中的白色固體變藍(lán)燃燒產(chǎn)物中有H2O
乙裝置質(zhì)量增加燃燒產(chǎn)物中有CO2,乙瓶中反應(yīng)方程式2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
丁中玻璃管內(nèi)固體紅色變成黑色、戊中石灰水變渾濁燃燒產(chǎn)物中有CO,丁中玻璃管內(nèi)反應(yīng)方程式
Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(2)請(qǐng)你參與鑒別澄清石灰水和氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)操作題.
[提出問(wèn)題]如何鑒別兩種無(wú)色溶液?
[實(shí)驗(yàn)方案]小林等幾位同學(xué)進(jìn)行了如圖3所示的實(shí)驗(yàn).請(qǐng)你回答下列問(wèn)題:

①C組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH;
②其中不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茿、B(填字母);
③D組實(shí)驗(yàn)中變渾濁的原溶液是澄清石灰水或Ca(OH)2溶液.
[繼續(xù)探究]實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小林同學(xué)將A、B、C、D四組試管中的物質(zhì)全部倒入同一個(gè)干凈的燒杯中,充分反應(yīng)后,得到無(wú)色澄清透明的溶液,對(duì)該溶液的成分又進(jìn)行了探究.
[提出問(wèn)題]該溶液中除水、酚酞外還含有哪些物質(zhì)?
[查閱資料]氯化鈣溶液呈中性.
[猜想與假設(shè)]Ⅰ.NaCl、CaCl2Ⅱ.NaCl、CaCl2Ⅲ.NaCl、CaCl2、NaOH
[反思與拓展]上述猜想與假設(shè)中只有一個(gè)不成立,它是Ⅲ(填序號(hào)).

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

2.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.工業(yè)生產(chǎn)中都可以使用硬水B.實(shí)驗(yàn)剩余藥品放回原瓶
C.洗潔精能除去餐具上的油污D.回收地溝油,用作食用油

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.如圖是A、B兩種固體物質(zhì)的溶解度曲線,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A.20℃時(shí),A、B兩種物質(zhì)的溶解度相等
B.B物質(zhì)的飽和溶液從30℃降溫到10℃,變成不飽和溶液
C.30℃時(shí),A的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于B的飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
D.若A中含有少量的B,可用冷卻熱飽和溶液的方法提純A

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.下列實(shí)驗(yàn)操作中,不正確的是( 。
A.
   傾倒液體
B.
   加熱液體
C.   稀釋濃硫酸D.
     檢查氣密性

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

16.管道疏通劑的主要成分是氫氧化鈉和鋁粉,可使堵塞的管道暢通無(wú)阻.
(1)管道疏通劑疏通管道的原理是:鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉(NaAlO2)和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
(2)管道疏通劑不能與“潔廁靈”混合使用,用化學(xué)方程式表示原因NaOH+HCl=NaCl+H2O,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑.

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途.下列物質(zhì)的用途中,利用其化學(xué)性質(zhì)的是( 。
①氮?dú)庾鞅Wo(hù)氣;②鋁用作導(dǎo)線;③濃硫酸作干燥劑;④小蘇打用于焙制糕點(diǎn);⑤氫氧化鈉用于除油污.
A.①④⑤B.①②③C.①③④D.②③⑤

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.氧元素在元素周期表中的信息如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是(  )
A.氧元素屬于非金屬元素B.氧原子的核外電子數(shù)為8
C.氧原子的核電荷數(shù)為8D.氧元素的原子序數(shù)為16

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科目:初中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

3.在一次實(shí)驗(yàn)課上,老師讓同學(xué)們用從各自家中裝修剩下的大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳.(1)此反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.小明發(fā)現(xiàn),相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快.小明將這一情況報(bào)告老師,老師鼓勵(lì)他們對(duì)此問(wèn)題共同探究.
[提出問(wèn)題]影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素是什么?
[作出猜想]①因?yàn)閬?lái)自不同地點(diǎn)所以大理石中大理石的中碳酸鈣的含量不同;
②所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同;
③還可能是大理石的顆粒大小不同等.
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)](1)驗(yàn)證猜想②是否成立,要寫(xiě)出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn):分別取質(zhì)量、形狀相同的大理石分別加入到等體積的5%及10%的稀鹽酸中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(合理即可).
(2)[交流討論]實(shí)驗(yàn)中甲同學(xué)通過(guò)觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度,比較反應(yīng)速率.乙同學(xué)認(rèn)為不妥,請(qǐng)你寫(xiě)出你的看法及理由速率都較快,無(wú)法比較氣泡的多少.丙同學(xué)建議使用排水法收集二氧化碳,發(fā)現(xiàn)二氧化碳也能用排水集氣法將集氣瓶中的水排盡并集滿,但一般我們說(shuō)二氧化碳能溶解于水中所以不能用排水法收集,請(qǐng)你猜想試說(shuō)出此種方法收集滿二氧化碳的原因二氧化碳溶于水較少,溶解達(dá)到飽和后不再溶解;或收集速率大于溶解速率等,如果你有更好的方法比較產(chǎn)生氣體快慢的方法請(qǐng)寫(xiě)出一種(表述或畫(huà)圖均可)排油法(水的上方放一層植物油)或連接氣球收集等.

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同步練習(xí)冊(cè)答案