Question

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。

（1）目前，用超临界CO₂（其状态介于气态和液态之间）代替氟利昂作冷剂已成为一种趋势，这一做法对环境的积极意义在于                    。

（2）将CO₂转化成有机物可有效实现碳循环。CO₂转化成有机物的例子很多，如：

以上反应中，原子利用率最高的是        。

（3）若有4.4g CO₂与足量H₂恰好完全反应，生成液态甲醇和气态水，可放出4.9 kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式_______________________________________。

（4）为探究用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器，充人1mol CO₂和3molH₂，进行反应。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡v(H₂)= _____________；该温度下的平衡常数数值=__________。

（5）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应。CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp== 2.8×10^－9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将4×10^－4mol/L Na₂CO₃溶液与某浓度的CaCl₂溶液等体积混合，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为______________。

 

Answer 1

【答案】

（1）保护臭氧层（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。对单位不做要求，若写了单位但单位错误扣除1分）

（5）2.8×10^-5 mol/L（2分，无单位或单位书写错误扣除1分）

【解析】（1）氟利昂能平衡臭氧层，所以有利于保护臭氧。

（2）反应c反应物中的原子全部转化到目标物质中，原子利用率最高。

（3）4.4g CO₂与足量H₂恰好完全反应，生成液态甲醇和气态水，可放出4.9 kJ的热量，则44gCO₂放出的热量就是49kJ，所以热化学方程式为CO₂(g) +3 H₂(g) CH₃OH(l) H₂O(g)△H=-49kJ·mol^-1。

（4）根据图像可知起始时CO₂的浓度是1.00mol/L的，说明容器容积是1L。10min时反应达到平衡状态，平衡时CO₂的浓度是0.25mol/L，因此消耗CO₂的浓度是0.75mol./L。根据方程式可知消耗氢气的浓度是0.75mol./L×3＝2.25mol/L，所以氢气的反应速率为。平衡时

氢气的浓度是3.0mol/L－2.25mol/L＝0.75mol/L，所以平衡常数为

（5）等体积混合后，碳酸钠的浓度变2×10^－4mol/L。根据溶度积常数的概念可知，生成沉淀所需

CaCl₂溶液的最小浓度为，所以混合之前的浓度为2.8×10^-5 mol/L。