Question

超临界流体（SCF）是指流体的温度和压力处于它的临界温度（T_c）和临界压力（P_c）以上时的一种特殊状态的流体．它兼具气态和液态的特征，同时又具有许多独特的性质，如无机盐在超临界水（SCW）中的溶解度很低，而有机物和氧气、氮气以及二氧化碳等气体则与超临界水完全互溶等．水的状态与压强、温度关系如图示意：
（1）指出三相点对应的温度和压强

 

、

 

．
（2）在200℃、10MPa时，水的状态是

 

，使之成为超临界水的必要措施为

 

．
（3）80年代中期美国学者Modell首次提出超临界水氧化技术（SCWO），即以超临界水为介质，用空气、氧气等氧化剂将有机废物氧化成二氧化碳、氮气、水以及盐类（SO₄^2-、PO₄^3-）等无毒小分子，反应过程中放热．该项技术很快在航天领域得到应用，生产火箭燃料的工业废水中含有少量的偏二甲肼[C₂H₈N₂]，偏二甲肼[C₂H₈N₂]属于

 

（填一种物质类别），利用SCWO技术，偏二甲肼能迅速和双氧水反应，该反应的化学方程式为

 

．该项技术处理废水时，除了反应彻底、迅捷和广泛的适用性外，还具有的优点是

 

．
（4）根据短文中的意思判断下列说法不正确的是

 

A．超临界态水是一种新物质         B．超临界态水不会形成二次污染
C．超临界态水是一种新型催化剂     D．超临界态水不可用于解决白色污染问题
（5）工业上利用SCWO技术对一些难降解的有机废水进行处理．在处理某些含可溶性无机盐（只含钠盐、钾盐）的有机废水时，常常会出现管道堵塞现象，发生这种现象的原因是

 

，定期清洗堵塞管道的方法是

 

．

Answer 1

考点：物质的三态及其转化,催化剂的特点与催化作用,水的性质和应用,单质和化合物的判别,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,白色污染与防治

专题：结合课本知识的信息

分析：（1）根据图象作答即可；
（2）成为临界水必须具备温度和压强的参数；
（3）根据化合物中是否含有碳元素来分析物质类别；根据题干信息书写化学方程式；
（4）A、根据化学变化后有新的物质生成判断；
B、在超临界态水中，某些有毒的物质分子很快被氧化为无毒小分子；
C、超临界态水会使有机高分子会很快被氧化为无毒小分子，
D、超临界态水会分解有机高分子．
（5）当发生堵塞时，水应达到临界点，溶质的溶解度降低，图中超临界水氧化反应器中发生放热反应，使227℃的水超过374.3℃，可堵塞．

解答：解：（1）由图象可知，三相点对应的是0℃，0.6MPa；
（2）由图可知，在200℃，10MPa时，应位于曲线的右侧，为气体，由图象可知，在374.3℃，22MPa时水为临界点，则若要使之成为超临界水，必须采取的措施是温度升高到374.3℃，加压至22MPa以上；
（3）由偏二甲肼的化学式可知，属于有机物，在超临界水中，偏二甲胼[（CH₃）₂NNH₂]能迅速被H₂O₂氧化，生成二氧化碳、氮气、水等无毒小分子，反应的方程式为（CH₃）₂NNH₂+8H₂O₂═2CO₂+12H₂O+N₂；分析生成物不会对环境造成任何污染；
（4）A、超临界态水是普通的水改变压强和温度后产生的，没有发生化学变化，所以不会有新的物质生成，故错误；
B、在超临界态水中，有机的高分子会被氧化成无毒的小分子，不会使污染物向下个阶段传播，故正确；
C、超临界水可以加快有机高分子的分解，而本身不变，所以满足催化剂的条件，故正确；
D、白色污染主要是聚乙烯，属于有机高分子，而超临界态水会加快有机高分子的分解，故错误．
（5）当发生堵塞时，水应达到临界点，钠盐、钾盐在超临界水中的溶解度很低，易析出固体而导致堵塞，可以在常压或减压的条件下，用普通热水或冷水对堵塞管道进行清洗．
故答案为：（1）0℃；0.6MPa；
（2）气态；温度升高到374.3℃，加压至22MPa以上；
（3）有机物；（CH₃）₂NNH₂+8H₂O₂═2CO₂+12H₂O+N₂；产物中没有有害物质，不会对环境造成污染；
（4）AD；
（5）钠盐、钾盐在超临界水中的溶解度很低，易析出固体；在常压或减压的条件下，用普通热水或冷水对堵塞管道进行清洗．

点评：本题考查实验设计和评价，侧重于考查学生的自学能力和实验能力，题目难度中等，注意把握题给信息，为解答该题的关键，答题时注意审题．