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热点1 碳中和 碳达峰
2021年4月22日,应美国总统拜登邀请,国家主席习近平在北京以视频方式出席领导人气候峰会,并发表题为共同构建人与自然生命共同体的重要讲话。
中国宣布力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。制定2030年前碳排放达峰行动方案。大力调整能源结构和加快推动产业结构转型。着力提升资源能源利用效率以及加速低碳技术研发推广。“碳”即二氧化碳,“中和”即正负相抵,碳中和即排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消。
碳中和、碳达峰既是国际关注热点,又与日常生活密切相关。既有高度,又接地气,是高考命题热点素材及知识载体。该热点在化学与STSE、电化学、反应原理等试题中都可能出现。
1.我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。下列有关说法正确的是( )
A.大量使用光导纤维进行太阳能发电,可获得绿色电力
B.利用新型材料和技术,将二氧化碳填埋有利于实现“碳中和”
C.利用催化技术将二氧化碳氧化可制成甲醇等清洁能源
D.将煤炭通过煤液化技术转化为甲醇燃料,可实现“碳中和”
答案 B
解析 太阳能发电需要用到芯片,利用硅的半导体性可制造芯片,而光导纤维是传输光信号的媒体,不能用于制造芯片,故A错误;二氧化碳中的C为+4价,甲醇中的C为-2价,由二氧化碳制成甲醇,是二氧化碳的还原反应,故C错误;将煤炭转化为甲醇做燃料,甲醇燃烧时也会产生二氧化碳,不能实现“碳中和”,故D错误。
2.2020年9月,我国作出对于全球减排具有里程碑意义的承诺:2060年实现碳中和。实现碳中和的对策大概分为碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种路径。以下说法错误的是( )
A.利用太阳能等清洁能源代替煤炭,属于碳替代
B.向煤中加入适量碳酸钙可减轻空气污染但不属于碳减排
C.在高压条件下将CO2以固体形式封存在地下过程中需要破坏σ键和π键
D.反应2CO2(g)+6H2(g)===C2H4(g)+4H2O(g)常温下能自发进行,此反应能实现碳循环且该反应为放热反应
答案 C
解析 利用太阳能等清洁能源代替煤炭,可减少二氧化碳等的排放,有利于节约资源、保护环境,故A正确;煤中加入适量碳酸钙,可达到固硫的作用,减少燃烧产物中二氧化硫的量,但不能减少二氧化碳的排放量,故B正确;CO2封存过程为物理变化,没有化学键断裂,故C错误;反应2CO2(g)+6H2(g)===C2H4(g)+4H2O(g)为熵减小的反应,该反应能发生则其焓变应小于0,为放热反应,故D正确。
3.当今,世界多国相继规划了“碳达峰”“碳中和”的时间节点。因此,研发二氧化碳被转化为多种基础化学品,如甲醇、烯烃、芳烃、环状碳酸酯等的技术成为研究焦点。
Ⅰ.完成下列问题
(1)已知25 ℃时,H2(g)、CH3OH的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、726.5 kJ·mol-1,H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,25 ℃时H2(g)和CO2生成CH3OH(l)和H2O(g)的热化学方程式为__________________________________。
(2)CO2与H2反应可能会有多种生成物,用乙烯的选择性最高的催化剂,在T温度下的恒容体系中,初始投入n(CO2)∶n(H2)=1∶3,压强为0.1 MPa进行反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),平衡状态时压强为原来压强的0.835倍,C2H4的产率为________,此温度下的平衡常数Kp=________________(MPa)-3(列出计算式。以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)CO2与H2反应生成CH3OH、乙烯的过程中还存在副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1,若在绝热、恒容的密闭体系中进行该反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。
Ⅱ.在CO2的转化应用研究中,利用此反应 [环氧丙烷(PO)]+CO2―→[环状碳酸酯(PC)],将CO2转化为PC塑料。通过控制变量探究生产环状碳酸酯(PC)的适宜条件,各种参数对特殊催化剂催化条件下PC产率和选择性的影响如图所示:
(4)根据图A、B、C、D可知,CO2合成PC的适宜条件为催化剂的质量为0.15 g、温度_______ ℃、压强________ MPa;反应时间选择5 h的原因是____________________________________________________________________________。从绿色化学的角度看,此反应的优点是____________________________。
(5)为了降低