Question

《聯合國氣候變化框架公約》是世界上第一個為全面控制二氧化碳等溫室氣體排放，以應對全球氣候變暖給人類經濟和社會帶來不利影響的國際公約．各國科學家們也加強了對CO₂創新利用的研究．最近有科學家提出“綠色自由”構想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把  二氧化碳從溶液中提取出來，經化學反應后使之變為可再生燃料甲醇等．“綠色自由”構想技術流程如下：

Ⅰ．二氧化碳的吸收
（1）上述流程中“循環”的意義為

提供碳酸鉀的利用率

．
（2）吸收池中不用飽和碳酸鈉溶液代替飽和碳酸鉀溶液可能的原因是

相同條件下，在水中溶解度碳酸鉀大于碳酸鈉

．（已知：碳酸鉀、碳酸鈉的價格分別為：5200元/噸、2300元/噸．）
Ⅱ．二氧化碳的利用
（1）2009年我國二氧化碳排放總量約為6.6×10⁹噸，若采用上述流程將二氧化碳轉化成甲醇（假設CO₂的吸收率為80%，轉化率為90%），通過計算確定理論上可制得甲醇多少噸？
（2）工業上常將甲醇加入汽油，制成利于改善城市環境的甲醇汽油．
已知常溫下甲醇、汽油及一氧化碳的燃燒熱如下：

物質	甲醇	汽油（C8H8）	一氧化碳
燃燒熱/kJ?mol-l	725	5518	283

1mol等物質的量的甲醇、汽油（C₈H₁₈）混合的燃料，在一定量的氧氣中燃燒，放出熱量2980kJ，則反應中生成CO

0.5

 mol．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）循環利用可以提供碳酸鉀的利用率；
（2）從原料的價格來說碳酸鈉更經濟，吸收池的目的是吸收二氧化碳，用碳酸鉀不用碳酸鈉，可能是相同條件下，在水中溶解度碳酸鉀大于碳酸鈉，碳酸鉀吸收二氧化碳效果更好；
Ⅱ（1）根據碳原子守恒有CO₂～CH₃OH，結合利用率、吸收率據根據關系式計算；
（2）計算1mol等物質的量的甲醇、汽油（C₈H₁₈）混合的燃料完全燃燒放出的熱量，進而計算實際燃燒損失的熱量，該熱量為生成的CO燃燒放出的熱量，根據CO的燃燒熱計算CO的物質的量．

解答：解：Ⅰ（1）循環利用可以提供碳酸鉀的利用率，
故答案為：提供碳酸鉀的利用率；
（2）從原料的價格來說碳酸鈉更經濟，吸收池的目的是吸收二氧化碳，用碳酸鉀不用碳酸鈉，可能是相同條件下，在水中溶解度碳酸鉀大于碳酸鈉，碳酸鉀吸收二氧化碳效果更好，故吸收池中不用飽和碳酸鈉溶液代替飽和碳酸鉀溶液，
故答案為：相同條件下，在水中溶解度碳酸鉀大于碳酸鈉；
Ⅱ（1）根據碳原子守恒有CO₂～CH₃OH，令理論上可制得甲醇x噸，則：
            CO₂～～～～CH₃OH，
            44         32
6.6×10⁹噸×80%×90%    x噸
所以44：32=6.6×10⁹噸×80%×90%：x噸
解得x=3.5×10⁹
答：理論上可制得甲醇3.5×10⁹噸
（2）0.5mol甲醇完全燃燒放出的熱量為：0.5mol×725/kJ?mol^-l=362.5kJ，
0.5mol汽油完全燃燒放出的熱量為：0.5mol×5518/kJ?mol^-l=2759kJ，
故不完全燃燒損失的熱量為：362.5kJ+2759kJ-2980kJ=141.5kJ，
故生成的CO為

141.5kJ

283kJ/mol

=0.5mol，
故答案為：0.5．

點評：本題考查化學工藝流程、化學計算、燃燒熱的有關計算，難度中等，Ⅱ（2）中CO的計算位子易錯點、難點，清關鍵是楚完全燃燒與實際燃燒相比損失的熱量等于生成的CO燃燒放出的熱量．