Question

由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視。

（1）目前，用超臨界CO₂（其狀態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間）代替氟利昂作冷劑已成為一種趨勢，這一做法對環(huán)境的積極意義在于                    。

（2）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：

以上反應中，原子利用率最高的是        。

（3）若有4.4g CO₂與足量H₂恰好完全反應，生成液態(tài)甲醇和氣態(tài)水，可放出4.9 kJ的熱量，試寫出該反應的熱化學方程式_______________________________________。

（4）為探究用CO₂來生產燃料甲醇的反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：在一恒溫恒容密閉容器，充人1mol CO₂和3molH₂，進行反應。測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

從反應開始到平衡v(H₂)= _____________；該溫度下的平衡常數數值=__________。

（5）CO₂在自然界循環(huán)時可與CaCO₃反應。CaCO₃是一種難溶物質，其Ksp== 2.8×10^－9。CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現(xiàn)將4×10^－4mol/L Na₂CO₃溶液與某濃度的CaCl₂溶液等體積混合，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為______________。

 

Answer 1

【答案】

（1）保護臭氧層（1分）    （2） C （1分）

（3）CO₂(g) +3 H₂(g) CH₃OH(l) +H₂O(g)  △H=-49kJ·mol^-1（2分）

（4）0.225mol·L^-1·min^-1（2分）  5.3 或 16/3（2分。對單位不做要求，若寫了單位但單位錯誤扣除1分）

（5）2.8×10^-5 mol/L（2分，無單位或單位書寫錯誤扣除1分）

【解析】（1）氟利昂能平衡臭氧層，所以有利于保護臭氧。

（2）反應c反應物中的原子全部轉化到目標物質中，原子利用率最高。

（3）4.4g CO₂與足量H₂恰好完全反應，生成液態(tài)甲醇和氣態(tài)水，可放出4.9 kJ的熱量，則44gCO₂放出的熱量就是49kJ，所以熱化學方程式為CO₂(g) +3 H₂(g) CH₃OH(l) H₂O(g)△H=-49kJ·mol^-1。

（4）根據圖像可知起始時CO₂的濃度是1.00mol/L的，說明容器容積是1L。10min時反應達到平衡狀態(tài)，平衡時CO₂的濃度是0.25mol/L，因此消耗CO₂的濃度是0.75mol./L。根據方程式可知消耗氫氣的濃度是0.75mol./L×3＝2.25mol/L，所以氫氣的反應速率為。平衡時

氫氣的濃度是3.0mol/L－2.25mol/L＝0.75mol/L，所以平衡常數為

（5）等體積混合后，碳酸鈉的濃度變2×10^－4mol/L。根據溶度積常數的概念可知，生成沉淀所需

CaCl₂溶液的最小濃度為，所以混合之前的濃度為2.8×10^-5 mol/L。