2026年中考化学复习教学素材：超临界二氧化碳

【教学素材】 超临界二氧化碳 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】“超临界二氧化碳”（S－CO2）又称超碳，指二氧化碳在温度超过31℃、压力超过73个大气压（约7.38兆帕）时进入的超临界流体状态，兼具气体高流动性和液体高密度的特性。 一、超临界二氧化碳的特性： （1）密度像液体：一立方米能达到数百公斤，携带能量的能力强。 （2）粘度像气体：流动阻力小，且不会发生气液相变，跑起来比水蒸气快得多，传输效率高。 （3）性质可调：只要稍微调节一下温度或压力，其溶解能力就会发生很大变化，方便控制。 （4）安全环保：无毒不燃，用完还能回收循环，不会像传统工质那样造成污染。 二、超临界二氧化碳的应用：主要利用强大的溶解和渗透能力。 （1）天然产物萃取：用来提取咖啡脱因、香料、精油等，因为温度低，不会破坏营养成分。 （2）精密清洗：用于清洗精密仪器、芯片等，无残留且不损伤器件。 （3）无水染色：纺织行业用它代替水进行染色，解决了废水排放问题。 （4）材料制备：可以制备聚合物微孔材料，或者用于活性炭再生。 【同步训练设计】 1．超临界CO2流体是一种和水相似，能阻燃、溶解能力强的绿色环保溶剂。下列有关超临界CO2流体的说法错误的是（ ） A．超临界CO2流体不能燃烧 B．超临界CO2流体是CO2呈现的一种状态 C．超临界CO2流体可取代多种有毒、易燃的溶剂 D．超临界CO2流体是一种与CO2化学性质不同的物质 2．超临界CO2流体是一种与水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂，被誉为“绿色环保溶剂”。下列有关它的说法错误的是（ ） A．已作为“绿色环保溶剂”能代替许多有害、有毒、易燃的有机溶剂 B．超临界CO2流体是一种特殊的物质，带火星的木条可以在其中复燃 C．CO2是自然界中存在的物质，它参与自然界的碳元素循环 D．超临界CO2流体与固体干冰的组成相同 3．“超临界二氧化碳”是指当温度及压强达到一定值时，二氧化碳形成气态和液态交融在一起的流体，是目前研究最广泛的流体之一。下列关于“超临界二氧化碳”的说法正确的是（ ） A．超临界二氧化碳的化学性质与普通二氧化碳相同 B．超临界二氧化碳的分子间隔比普通二氧化碳要大 C．超临界二氧化碳的分子不再运动 D．超临界二氧化碳为混合物 4．超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体，也即压缩到具有接近液体密度的气体，是物质介于气态和液态之间的一种新的状态。目前应用最广的是超临界二氧化碳，它可作为溶剂、发泡剂取代某些有机溶剂、氟氯代烷等。下列有关说法中错误的是（ ） A．超临界二氧化碳与其气态或液态之间的转化是物理变化 B．超临界二氧化碳的形成，引起二氧化碳化学性质的改变 C．超临界二氧化碳可用于中药、香料中有效成分的提取 D．用超临界二氧化碳代替氟氯代烷可减轻对臭氧层的破坏 5．超临界二氧化碳是二氧化碳在温度和压强达到一定条件下形成的一种特殊状态，它无毒、无味、不污染环境，因此称为“绿色溶剂”。 （1）二氧化碳由碳元素和氧元素组成，碳的拉丁文是“Carbonium”，则碳的元素符号为 （填字母序号）。 A．CH B．c C．C D．Ca （2）超临界二氧化碳属于 （填“混合物”或“纯净物”）。 （3）二氧化碳转化为超临界二氧化碳的过程属于______（选填“物理”或“化学”）变化；从微观角度分析，该变化过程中发生变化的是 （填字母序号） A．分子种类 B．分子大小 C．分子间隔 D．分子数目 （4）北京冬奥会“冰丝带”速滑馆采用二氧化碳跨临界制冷技术，超临界二氧化碳蒸发时，使环境温度降低，以它做制冷剂的优点是 （任写一点）。 6．阅读短文，回答问题。 神奇的二氧化碳跨临界直接制冰 国家速滑馆“冰丝带”为全球首个采用二氧化碳跨临界直接制冷系统的冬奥会速滑场馆。二氧化碳跨临界直冷制冰是将气态二氧化碳通过升温加压形成超临界二氧化碳流体，再对超临界二氧化碳流体进行降温减压，最后将其蒸发完成制冷和制冰的过程。 常温常压下气态二氧化碳，施加一定压力后，可以液化成液体甚至凝华为固体（干冰），压力降低后，液态或固态的二氧化碳又能快速汽化（或升华）为气体，并大量吸热，从而达到降低环境温度的目的。二氧化碳跨临界直冷制冰技术与以往使用的氟利昂制冷相比，具有环保节能、来源广泛、安全无毒等优点。 （1）二氧化碳跨临界直冷制冰具有优点有 。 （2）从微观角度解释气态二氧化碳通过加温加压形成超临界二氧化碳流体的原因 。 （3）超临界二氧化碳由 （填“分子”“原子”或“离子”）构成。 （4）二氧化碳由液态蒸发变为气态的过程中 （填“吸收”或“放出”）热量，该转化过程属于 （填“物理”或“化学”）变化。 （5）以超临界二氧化碳替代以前曾用的氟利昂作致冷剂，这种做法对环境保护的积极意义在于 。 （6）为了减少二氧化碳的排放，请你提出一条合理化建议 。 7．二氧化碳气体在温度低于31.26℃和压力高于72.9个大气压的状态下会形成超临界二氧化碳流体。该流体可用于从香兰草豆荚粉中提取香兰素固体（化学式为C8H8O3）。提取过程如图所示： （1）将香兰草豆荚研磨成粉的目的是 。 （2）由香兰素的乙醇溶液得到香兰素的过程中，发生 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）在以上提取香兰素的过程中，可循环使用的物质有 。 （4）该生产流程中，你想进一步了解的问题是 。 8．阅读下列短文，回答问题。 超临界二氧化碳是指温度高于31.26℃，压力高于72.9个大气压时，CO2形成气态与液态交融在一起的流体，超临界CO2在减压、升温又可变成普通气体。超临界CO2流体具有惊人的溶解能力，可用它作为高效绿色的环保溶剂，尤其是用来提取中草药中的有效成分。 水在温度、压强分别超过374℃和219个大气压时转变为超临界状态。超临界水能够与氧气以任意比例互溶，因此在高温高压下，可将有机物不经过燃烧直接完全氧化为清洁的H2O、CO2，该技术称为超临界水氧化技术。如550℃时，在密闭容器中，测得乙醇（C2H5OH）在超临界水中的氧化结果如图所示。（注：分布分数指某物质分子数占所有含碳物质分子总数的比例） （1）文中超临界CO2流体是 （填“混合物”或“纯净物”）。 （2）写出乙醇完全燃烧时的化学方程式 。 （3）下列说法正确的是 （填字母序号）。 A．形成不同物质的超临界流体所需条件不同 B．超临界CO2流体与普通CO2气体化学性质不同 C．物质形成超临界流体后所含分子不再运动 D．超临界CO2溶解中草药中的有效成分后减压、升温可与之分离 E．超临界水氧化技术相对物质直接燃烧具有的优点是节能、环保 （4）图中CO分布分数先增后降的原因是 。 参考答案 1～4．D、B、A、B； 5．（1）C；（2）纯净物；（3）物理；C；（4）不污染环境（合理即可）； 6．（1）环保节能、来源广泛、安全无毒等；（2）分子之间存在间隔，加温加压会减小二氧化碳气体之间的间隔；（3）分子；（4）吸收；物理；（5）保护臭氧层；（6）减少化石燃料的使用等。 7．（1）增大接触面积，使其溶解更快、更充分；（2）物理；（3）二氧化碳、无水乙醇；（4）超临界二氧化碳流体在提取过程中的作用等。 8．（1）纯净物；（2）C2H5OH＋3O2 ( 点燃 )2CO2＋3H2O；（3）ADE；（4）在超临界水氧化过程中乙醇可先氧化成CO，CO再氧化成CO2。 学科网（北京）股份有限公司 $