Question

【题目】CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。

（1）CO2的分子结构决定了其性质和用途。

①CO2的电子式是_____________。

②在温度高于31.26 ℃、压强高于7.29×106Pa时，CO2处于超临界状态，称为超临界CO2流体，它可用作萃取剂提取草药中的有效成分。与用有机溶剂萃取相比，用超临界CO2萃取的优点有：___________(答出一点即可)。

（2）中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22 的表面将CO2转化为烷烃，其过程如下图。

上图中CO2转化为CO的反应为：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则图中CO转化为C2H4的热化学方程式是____________________。

②关于X与Y的说法正确的是________(填序号〕。

a.实验式相同 b.都有4种一氯代物

c.都易使酸性KMnO4溶液褪色 d.互为同系物

③催化剂中Fe3O4的制备方法如下：将一定比例的FeCl2和FeCl3溶于盐酸，然后在 60 ℃下逐滴加入NaOH溶液至pH≈10，继续搅拌，得Fe3O4。该反应的离子方程式是____________________。

Answer 1

【答案】 萃取剂与溶质更易分离或萃取剂更环保等 2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) △H= -210kJ/mol bd Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O

【解析】

（1）①CO2中每个碳原子形成4个共用电子对；

②与用有机溶剂萃取相比，用超临界CO2萃取，萃取剂与溶质更易分离，萃取剂更环保，对环境的污染少等；

（2）①根据盖斯定律计算；

②a.X与Y是两种烷烃，实验式分别为C5H12和C3H7，明显不同； b.分析对称性不难发现，它们的一氯代物都只有4种；

c.作为烷烃，均不能使酸性KMnO4溶液褪色；

d. X与Y是两种烷烃，分子式分别为C5H12和C6H14，二者互为同系物。

③题目已告知反应的微粒有Fe2+、Fe3+和OH-，生成物有Fe3O4，根据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式。

（1）①CO2中每个碳原子形成4个共用电子对，其电子式为；

②与用有机溶剂萃取相比，用超临界CO2萃取，萃取剂与溶质更易分离，萃取剂更环保，对环境的污染少等；

因此，本题正确答案为：；萃取剂与溶质更易分离或萃取剂更环保等；

（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

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

则图中CO转化为C2H4的热化学方程式是2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) △H= -210kJ/mol；

②a.X与Y是两种烷烃，实验式分别为C5H12和C3H7，明显不同， a项错误； b.分析对称性不难发现，它们的一氯代物都只有4种，b项正确；

c.作为烷烃，均不能使酸性KMnO4溶液褪色，c项错误；

d. X与Y是两种烷烃，分子式分别为C5H12和C6H14，二者互为同系物，d项正确。

答案选bd；

③题目已告知反应的微粒有Fe2+、Fe3+和OH-，生成物有Fe3O4，根据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式为Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O。

因此，本题正确答案为：2CO(g)+4H2(g)= C2H4(g)+2H2O(g) △H= -210kJ/mol；bd；Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4↓+4H2O。