《2025年拔尖特训九年级化学上册沪教版》

5. 空气中$CO_2$的含量超过0.05%时就会加剧温室效应,所以人们一方面想限制其排放量,另一方面又想对它进行再利用。
(1)目前,有人用超临界(一种介于气态和液态之间的状态$)CO_2$作制冷剂(以前用氟利昂),这种做法对环境的积极意义在于______。
(2)科学家提出回收$CO_2$的构想：把空气吹入碳酸钾溶液,从溶液中提取出$CO_2,$又在合成塔中使之变为燃料——甲醇$(CH_3OH)。$该技术流程如图所示。(已知：a. 吸收池中盛有足量$K_2CO_3$溶液,合成塔内的反应条件为300℃、200kPa和催化剂。b. 空气中$CO_2$的含量太低时,不利于反应向生成甲醇的方向进行。)

① 合成塔中发生反应的化学方程式为______。
② 如果空气不经过吸收池和分解池,而是直接通入合成塔,你认为可行吗？______,请简述理由：______。
③ 若生产6.4 t甲醇,则可回收______t空气中的$CO_2。$

答案： （1）保护臭氧层 （2）①${CO2 +3H2 \xlongequal[300℃、200\ kPa]{催化剂} CH3OH +H2O}$ ②不可行 空气中CO₂的含量太低,不利于反应向生成甲醇的方向进行 ③8.8 解析:
(1)氟利昂会破坏臭氧层,造成臭氧层空洞,故用二氧化碳代替氟利昂能保护臭氧层。
(2)②根据题意,空气中CO₂的含量太低时,不利于反应向生成甲醇的方向进行,故通过吸收池和分解池就是为了增大二氧化碳的浓度,再通入合成塔。③设可回收空气中的CO₂的质量为x。${CO2 +3H2 \xlongequal[300℃、200\ kPa]{催化剂} CH3OH +H2O}$44 32x 6.4 t$\frac{44}{32}=\frac{x}{6.4\ t}$ $x=8.8\ t$若生产6.4 t甲醇,则可回收8.8 t空气中的CO₂。

6. 二氧化碳的捕集和资源化利用是“碳中和”领域的研究热点。
Ⅰ. 碳捕集：捕捉烟气中的$CO_2,$再将其释放出可实现资源化利用,相关物质转化如图甲所示。
查阅资料：
A. 氢氧化钠与氢氧化钙的化学性质相似。
$B. Ca(OH)_2+Na_2CO_3= CaCO_3↓+2NaOH。$
$C. CaO+H_2O= Ca(OH)_2。$

(1)“捕捉室”中发生反应的化学方程式为______。
(2)上述流程中,可循环使用的物质有______(填化学式)。
Ⅱ. 碳的资源化利用：我国科学家已实现由$CO_2$到淀粉的人工全合成,主要过程如图乙所示：

(3)绿色植物实现$CO_2$到葡萄糖的转化过程称为______。
(4)阶段Ⅱ的物质转化如图丙所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。

① 推测分子中氢原子数目：甲醇______(填“＞”“＜”或“=”)甲醛。
② 为了使甲醇能够持续转化为甲醛,反应b需要补充$H_2O_2,$则理论上需要补充的$H_2O_2$与反应a中生成的$H_2O_2$的分子个数比N(需要补充的$H_2O_2)/N($反应a中生成的$H_2O_2)≥______。$

答案： （1）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O （2）NaOH、CaO[或NaOH、Ca(OH)₂] （3）光合作用 （4）①＞ ②1 解析:
(1)由题图甲中信息可知,“捕捉室”中发生反应的化学方程式为CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O,Na₂CO₃进入“颗粒反应室”中与加入的Ca(OH)₂反应生成CaCO₃沉淀和NaOH。（2）分析题图甲可知,“颗粒反应室”中生成的NaOH可以重新加入“捕捉室”中,“煅烧炉”中生成的CaO和水反应生成的Ca(OH)₂可以重新加入“颗粒反应室”中,故它们都可以循环使用。（3）绿色植物通过光合作用把CO₂转化为葡萄糖。（4）①根据反应a中四种物质的化学计量数均为1,可知反应前只有甲醇分子中含有氢原子,而反应后过氧化氢分子中也含有氢原子,由反应前后原子的个数不变可知,甲醇分子中的氢原子数目比甲醛分子中的多。②过氧化氢分解时,过氧化氢与生成氧气的分子个数关系为2H₂O₂~O₂,由反应a中四种物质的化学计量数均为1可知,反应a中氧气与生成过氧化氢的分子个数关系为O₂~H₂O₂,为了使甲醇能够持续转化为甲醛,则理论上需要补充的过氧化氢的分子个数应大于或等于反应a中生成的过氧化氢的分子个数,即$\frac{N(需要补充的\ H_2O_2)}{N(反应a中生成的\ H_2O_2)}\geq1$。