Question

【題目】CO2的有效利用可以緩解溫室效應和能源短缺問題。

（1）CO2的分子結構決定了其性質和用途。

①CO2的電子式是_____________。

②在溫度高于31.26 ℃、壓強高于7.29×106Pa時，CO2處于超臨界狀態，稱為超臨界CO2流體，它可用作萃取劑提取草藥中的有效成分。與用有機溶劑萃取相比，用超臨界CO2萃取的優點有：___________(答出一點即可)。

（2）中科院大連化學物理研究所的科研人員在新型納米催化劑Na-Fe3O4和HMCM-22 的表面將CO2轉化為烷烴，其過程如下圖。

上圖中CO2轉化為CO的反應為：CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H= +41kJ/mol

已知：2CO2(g)+6H2(g) = C2H4(g)+4H2O(g) △H= -128kJ/mol

①則圖中CO轉化為C2H4的熱化學方程式是____________________。

②關于X與Y的說法正確的是________(填序號〕。

a.實驗式相同 b.都有4種一氯代物

c.都易使酸性KMnO4溶液褪色 d.互為同系物

③催化劑中Fe3O4的制備方法如下：將一定比例的FeCl2和FeCl3溶于鹽酸，然后在 60 ℃下逐滴加入NaOH溶液至pH≈10，繼續攪拌，得Fe3O4。該反應的離子方程式是____________________。

Answer 1

【答案】 萃取劑與溶質更易分離或萃取劑更環保等 2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) △H= -210kJ/mol bd Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O

【解析】

（1）①CO2中每個碳原子形成4個共用電子對；

②與用有機溶劑萃取相比，用超臨界CO2萃取，萃取劑與溶質更易分離，萃取劑更環保，對環境的污染少等；

（2）①根據蓋斯定律計算；

②a.X與Y是兩種烷烴，實驗式分別為C5H12和C3H7，明顯不同； b.分析對稱性不難發現，它們的一氯代物都只有4種；

c.作為烷烴，均不能使酸性KMnO4溶液褪色；

d. X與Y是兩種烷烴，分子式分別為C5H12和C6H14，二者互為同系物。

③題目已告知反應的微粒有Fe2+、Fe3+和OH-，生成物有Fe3O4，根據電荷守恒和原子守恒寫出離子方程式。

（1）①CO2中每個碳原子形成4個共用電子對，其電子式為；

②與用有機溶劑萃取相比，用超臨界CO2萃取，萃取劑與溶質更易分離，萃取劑更環保，對環境的污染少等；

因此，本題正確答案為：；萃取劑與溶質更易分離或萃取劑更環保等；

（2）①已知I.CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H= +41kJ/mol

II.2CO2(g)+6H2(g) = C2H4(g)+4H2O(g) △H= -128kJ/mol

根據蓋斯定律，II-I2可得：2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) 的 △H=（-128kJ/mol）- （+41kJ/mol）2=-210kJ/mol，

則圖中CO轉化為C2H4的熱化學方程式是2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) △H= -210kJ/mol；

②a.X與Y是兩種烷烴，實驗式分別為C5H12和C3H7，明顯不同， a項錯誤； b.分析對稱性不難發現，它們的一氯代物都只有4種，b項正確；

c.作為烷烴，均不能使酸性KMnO4溶液褪色，c項錯誤；

d. X與Y是兩種烷烴，分子式分別為C5H12和C6H14，二者互為同系物，d項正確。

答案選bd；

③題目已告知反應的微粒有Fe2+、Fe3+和OH-，生成物有Fe3O4，根據電荷守恒和原子守恒寫出離子方程式為Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O。

因此，本題正確答案為：2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) △H= -210kJ/mol；bd；Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O。