Question

［化学—选修化学与技术］（15分）
通常情况下，当空气中CO₂的体积分数超过0．050％时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO₂对环境的影响，各国都在限制CO₂的排量，同时也加强对CO₂创新利用的研究。
（1）目前，推广用超临界CO₂(介于气态和液态之问)代替氟利昂作致冷剂，这一做法对环境的积极意义是___________________。
（2）科学家为提取空气中的CO₂，把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如下：

①分解池中反应的化学方程式为：_____________________________。
②合成塔中，若有4.4g CO₂与足量H₂恰好反应生成气态产物，放出4.947kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：________________________。
（3）某同学拟用沉淀法测定空气中CO₂的体积分数，他查得CaCO₃、BaCO₃的溶度积K(sp)分别为4．96×10^-9、2．58×10^-9。他最好将空气通入足量的__________溶液，实验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需要测定_____________。

Answer 1

（1）保护臭氧层(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) 生成沉淀的质量(3分)

分析：（1）根据氟利昂能产生氯原子，而氯原子是臭氧分解的催化剂；
（2）①根据碳酸氢钾受热分解的化学性质回答；
②合成塔中发生反应为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，根据4.4 kg CO₂与足量H₂恰好完全反应，可放出4 947 kJ的热量，则1 mol CO₂与氢气合成甲醇放出热量49.47 kJ的热量．书写热化学反应方程式时还应注意物质状态、反应热的正负号以及单位；
（3）根据CaCO₃、BaCO₃的溶度积大小可知BaCO₃更难溶，因此令CO₂生成BaCO₃反应更完全．
解答：解：（1）氟利昂在空气中能产生氯原子，而氯原子是臭氧分解的催化剂，CO2作致冷剂可防止臭氧层破坏，故答案为：保护臭氧层；
（2）①碳酸氢钾受热可分解成碳酸钾、二氧化碳和水，方程式为：2KHCO₃K₂CO₃+H₂O+CO₂↑，故答案为：2KHCO₃K₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
②根据4.4 kg CO₂与足量H₂恰好完全反应，可放出4 947 kJ的热量，则1 mol CO₂与氢气合成甲醇放出热量49.47 kJ的热量，所以热化学方程式为CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47kJ/mol，故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.47kJ/mol；
（3）根据CaCO₃、BaCO₃的溶度积大小可知BaCO₃更难溶，因此令CO₂生成BaCO₃反应更完全，故可选择Ba（OH）₂（或NaOH溶液和BaCl₂溶液）作为CO₂的沉淀剂，测定的数据除空气的体积外，还需要测定实验时的温度、压强、沉淀的质量，故答案为：Ba（OH）₂（或NaOH溶液和BaCl₂溶液）；实验时的温度、压强、沉淀的质量．
点评：本题以对CO2创新利用的研究为载体，考查热化学方程式、沉淀剂选择等知识，难度中等，旨在考查学生对知识的掌握及迁移运用能力．