Question

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_____，所含化学键类型为______共价键(填“非极性”或“极性”)。

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按系统命名法，图中X的名称是__________。

③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

④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

极性 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) ΔH =﹣210 kJ/mol 2-甲基丁烷 b Fe2+ ＋ 2Fe3+ ＋ 8OH﹣ = Fe3O4↓＋ 4H2O

【解析】

（1）①CO2中每个碳原子形成4个共用电子对，其电子式为，其中碳和氧形成的共价键均是极性共价键，电子对偏向氧原子；②与用有机溶剂萃取相比，用超临界CO2流体萃取，可以更好地实现萃取剂与溶质的分离，萃取剂更加的环保，对环境的污染少等；（2）①将所给的CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol，将式子反向并乘以2，与所给的2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) △H=-128kJ/mol 相加可得：2CO(g)＋4H2(g) = C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH =﹣210 kJ/mol；②图中最长碳链为4个碳，从左侧开始编号，所以该烷烃的名称为2-甲基丁烷；③X与Y是两种烷烃，实验式分别为C5H12和C3H7，明显不同，a项错误；考查对称性不难发现，它们的一氯代物都只有4种，b项正确；作为烷烃，均不能使酸性KMnO4溶液褪色，c项错误；答案选b。④题目已告知反应的微粒有Fe2+、Fe3+和NaOH，生成物有Fe3O4，暂定Fe3O4系数为1，根据电荷守恒和原子守恒即可顺利写出离子方程式为：Fe2+＋2Fe3+＋8OH-= Fe3O4↓＋4H2O。