内容正文:
2023年中考化学二轮专题训练-科普阅读题
1.温室效应加剧引起的气候异常变化是人类面临的全球性问题,我国由此提出“碳达峰”和“碳中和”目标。为了实现目标,CO2的捕集与资源化利用成为了科学家们的研究重点。
(1)大气中二氧化碳浓度超标,全球气候变暖会导致的后果是 。
A.冰川融化,海平面上升 B.极端天气频发
C.空气污染指数超标 D.影响动植物的正常生长或生活
(2)空气中二氧化碳的主要来源是 (答一点即可)、微生物的分解等,大棚内培育农作物时,充入一定浓度二氧化碳做“气体肥料”,原理是 。
(3)化学链燃烧(简称CLC)是一种利用载氧剂在两个反应器中循环使用,传递热量和氧的无火焰燃烧技术,同时可以实现二氧化碳的捕集。如图为甲烷化学链燃烧的原理示意图(NiO/Ni是一种载氧剂)。该过程具有无火焰、低污染、高效率的优点。同时实现N2在空气反应器中被分离,且H2O可以通过降温除去。对比直接在空气中燃烧甲烷,从产物CO2的角度分析“化学链燃烧”的优点是 。
(4)为了充分利用上述过程产生的二氧化碳,实验室设计了下面Ⅰ、Ⅱ两种方法分别合成甲醇和碳酸氢铵。
Ⅰ:已知一定条件下CO2和H2以分子数比1:4反应可生成CH4。与该反应类似,不同条件下,CO2和H2反应也能生成CH4O(甲醇)。生成甲醇时参加反应的CO2和H2的分子个数比为 。
Ⅱ:
①写出生成碳酸氢铵的化学方程式 。
②在浓氨水中通入二氧化碳时需加压、降温。主要有两个原因,一是增大CO2的溶解度,生成更多的产物,二是 。
③你认为过滤得到的溶液最合理的处理方法是 。
2.绿水青山就是金山银山。生态园林建设可以吸收更多的二氧化碳,这与“碳中和”目标一致。山清水秀是每一代人最宝贵的财富,锦绣山河才能让梦想源远流长。
一、CO2作为一种碳资源,被广泛应用于如石油化工、农业、食品、医药等行业,随着研究的不断深入,新的技术不断开发CO2的应用市场将不断扩大,因此CO2的分离回收及综合利用有着广阔的市场前景。
(1)CO2可以做植物气肥,植物叶绿素在光合作用下吸收CO2转化成葡萄糖,是植物生长的自然规律。用CO2制成气肥,加大植物生长空间中的CO2浓度,可增加植物的干物质,从而达到增产的目的。植物的干物质中有机物占90%左右,其元素组成大体如下:?:45%;O:42%;H:6.5%;N:1.5%。其中含量为45%的元素为 (元素符号)。写出植物光合作用的方程式 。
(2)CO2还可以用于石油开采,CO2气体易溶于油和水中,当它大量溶解于原油中时,可以使原油体积膨胀、黏度下降,还可以降低油水间的界面张力。因此,CO2可作为助采剂以提高油田采油率,降低油田开采成本,从环境保护角度还能解决 问题。
二、通过各国科技工作者的努力,已经开发出许多将CO2回收利用的技术,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
(1)在载人航天器中利用Sabatier反应实现回收CO2再生O2,其反应过程如图所示,写出宇航员呼出的CO2与氢气在催化剂条件下发生的化学反应方程式 。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。
①在载人航天器中利用Sabatier反应实现回收CO2再生O2,其反应过程如图所示,这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充 (填化学式)。
②在1.5MPa,气体流速为20mL·min-l时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如下:
催化剂
180℃
200℃
220℃
280℃
300℃
320℃
340℃
360℃
Co4N/Al2O3
8.0
20.3
37.3
74.8
84.4
85.3
86.5
90.1
Co/Al2O3
0.2
0.7
2.0
22.4
37.6
48.8
54.9
59.8
分析上表数据可知: (填序号)的催化性能更好。
A Co4N/Al2O3 B Co/Al2O3
③调整气体流速,研究其对某一催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如下:
气体流速/mL•min-1
180℃
200℃
220℃
280℃
300℃
320℃
340℃
360℃
10
11.0
25.1
49.5
90.2
93.6
97.2
98.0
98.0
30
4.9
11.2
28.9
68.7
72.7
79.8
82.1
84.2
40
0.2
5.2
15.3
61.2
66.2
71.2
76.6
79.0
50
0.2
5.0
10.0
50.0