Question

［化學—選修化學與技術］（15分）
通常情況下，當空氣中CO₂的體積分數超過0．050％時，會引起明顯的溫室效應。為減小和消除CO₂對環境的影響，各國都在限制CO₂的排量，同時也加強對CO₂創新利用的研究。
（1）目前，推廣用超臨界CO₂(介于氣態和液態之問)代替氟利昂作致冷劑，這一做法對環境的積極意義是___________________。
（2）科學家為提取空氣中的CO₂，把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO₂從溶液中提取出來，經化學反應使之變為可再生燃料甲醇。流程如下：

①分解池中反應的化學方程式為：_____________________________。
②合成塔中，若有4.4g CO₂與足量H₂恰好反應生成氣態產物，放出4.947kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式：________________________。
（3）某同學擬用沉淀法測定空氣中CO₂的體積分數，他查得CaCO₃、BaCO₃的溶度積K(sp)分別為4．96×10^-9、2．58×10^-9。他最好將空氣通入足量的__________溶液，實驗時除測定溫度、壓強和空氣的體積外，還需要測定_____________。

Answer 1

（1）保護臭氧層(3分)
（2）①2KHCO₃K₂CO₃+CO₂↑+H₂O(3分)
②CO₂(g)+3H₂(g)＝CH₃OH(g)+H₂O(g)；△H＝-49.47kJ／mol(3分)
（3）Ba(OH)₂(或NaOH和BaCl₂混合溶液）(3分) 生成沉淀的質量(3分)

解析考點：探究化學反應機理；熱化學方程式；探究物質的組成或測量物質的含量．
分析：（1）根據氟利昂能產生氯原子，而氯原子是臭氧分解的催化劑；
（2）①根據碳酸氫鉀受熱分解的化學性質回答；
②合成塔中發生反應為二氧化碳與氫氣反應生成甲醇和水，根據4.4 kg CO₂與足量H₂恰好完全反應，可放出4 947 kJ的熱量，則1 mol CO₂與氫氣合成甲醇放出熱量49.47 kJ的熱量．書寫熱化學反應方程式時還應注意物質狀態、反應熱的正負號以及單位；
（3）根據CaCO₃、BaCO₃的溶度積大小可知BaCO₃更難溶，因此令CO₂生成BaCO₃反應更完全．
解答：解：（1）氟利昂在空氣中能產生氯原子，而氯原子是臭氧分解的催化劑，CO2作致冷劑可防止臭氧層破壞，故答案為：保護臭氧層；
（2）①碳酸氫鉀受熱可分解成碳酸鉀、二氧化碳和水，方程式為：2KHCO₃K₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案為：2KHCO₃K₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
②根據4.4 kg CO₂與足量H₂恰好完全反應，可放出4 947 kJ的熱量，則1 mol CO₂與氫氣合成甲醇放出熱量49.47 kJ的熱量，所以熱化學方程式為CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47kJ/mol，故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47kJ/mol；
（3）根據CaCO₃、BaCO₃的溶度積大小可知BaCO₃更難溶，因此令CO₂生成BaCO₃反應更完全，故可選擇Ba（OH）₂（或NaOH溶液和BaCl₂溶液）作為CO₂的沉淀劑，測定的數據除空氣的體積外，還需要測定實驗時的溫度、壓強、沉淀的質量，故答案為：Ba（OH）₂（或NaOH溶液和BaCl₂溶液）；實驗時的溫度、壓強、沉淀的質量．
點評：本題以對CO2創新利用的研究為載體，考查熱化學方程式、沉淀劑選擇等知識，難度中等，旨在考查學生對知識的掌握及遷移運用能力．