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专题08 碳和碳的氧化物
【结合碳中和、杭州亚运会】
1.(2024江苏无锡·九年级一模化学试题)2023年9月23日,杭州亚运会开幕式使用液体火炬燃料一“零碳甲醇”,备受瞩目,它是资源化利用的有效途径,是实现“碳中和”理念的重要途径(“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当)。
I.“碳捕获”并封存有利于减缓温室效应。同学们设计了一个简易捕捉器,其捕捉的流程如图所示。
(1)写出喷雾反应器中发生反应的化学方程式 。
(2)流程中与水反应后生成可循环利用,但从节能的角度看,存在的不足是 。
Ⅱ.“碳”的转化与利用
转化一:与在催化剂作用下可得到和,反应过程如图所示,在催化剂表面发生的反应可分为以下2步:
反应①
反应②
转化二:如图是我国科研团队利用催化剂实现低温、高效、长寿命催化加氢制甲醇的工艺。
转化三:直接转化利用技术。如以太阳能或其他可再生能源发电为驱动力,在温和条件下将直接转化为化学原料或燃料。
(3)写出自然界中吸收的一条途径: 。
(4)转化1中反应①属于基本反应类型的 反应,反应②过程中 。(填“吸热”或者“放热”)。反应中各物质的量随温度变化的曲线如图所示,纵坐标(数值越大表示该物质越多,因此,反应需在 (填“较低”或“较高”)温度下进行。
(5)转化1中利用液氮的低温可将先液化,从而获得纯净的氢气,氢气先逸出,说明氢气的沸点比CO的沸点 (填“低”或“高”)。
(6)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.与在一定条件下可相互转化
b.转化2解决了氢气低成本制取和有效储存的难题
c.能源的开发与利用向“减碳趋氢”的方向发展
2.(2023山东济南九年级一模)碳中和——我们一直在行动,我国宣布在2060年前实现“碳中和”。“碳封存”与“碳转化”是实现“碳中和”目标不可或缺的重要技术。
(1)碳封存
2023年6月1日,我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将二氧化碳通入压缩机加压和干燥,使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高、粘度小、流动快,同等条件下,超临界二氧化碳的输送量比其他状态二氧化碳更大。
①从微观角度分析二氧化碳气体能被压缩的原因 。
②下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填选项序号之一)。
A.超临界二氧化碳与二氧化碳气体的组成不同
B.超临界二氧化碳容易燃烧
C.超临界二氧化碳存在于特定的条件下,条件改变,物质状态改变
(2)碳转化
杭州亚运会开幕式首次在燃料方面创新使用“零碳甲醇燃料”,即通过二氧化碳加氢生成甲醇,实现二氧化碳的减排和再生利用,所以杭州亚运会主火炬被简称为“零增碳”火炬。
①从物质分类的角度,甲醇(CH3OH)属于 (选填“单质”、“氧化物”、“化合物”、“混合物”中的一项)
②从微观角度:一个甲醇分子中共含有 个原子。
③从定量计算的角度:甲醇(CH3OH)的相对分子质量是 ;甲醇中碳、氢元素质量比为 。(填最简整数比)
④从物质转化角度:二氧化碳和氢气在催化剂的作用下能转化为甲醇(CH3OH)和水,该反应的化学方程式为: ;用上述方法每生产4吨甲醇可以消耗5.5吨二氧化碳,此过程转化的碳元素质量为 吨。
(3)低碳生活从我做起。下列行为有利于实现“碳中和”的是_______(填选项序号,合理均选)。
A.双面使用纸张 B.植树造林 C.露天焚烧垃圾
考点1 碳单质的性质及用途
3.(2024年河南省郑州宇华实验学校中考一模化学试题)金刚石经过研磨后,可成为钻石,金刚石是由 元素组成的单质。石墨和金刚石组成元素相同,但性质有明显差异的原因是 。
4.(2024年江西省吉安市第一中学中考一模化学试题)“为国育才,五有并举”。美育是五育重要组成部分。化学美随处可见。
(1)“结构美”。碳的多种结构美轮美奂。图一中的A、B、C分别代表三种不同的碳单质。代表金刚石的是: (填“A”、“B”或“C”)。它们的物理性质有明显差异的原因是 。
(2)“颜色美”,《千里江山图》真迹颜料中含有石绿。石绿的主要成分Cu2(OH) 2CO3受热分解生成三种氧化物(反应前后所有元素的化合价均无变化),其分解产物之一氧化铜为 固体。
(3)“模型美”。模型是联系宏观与微观的桥梁。图二为铁与盐酸反应的微观示意图,图○粒子符号是 ,该反应的宏观现象为 。
5.(2024湖南省长沙市师大附中博才实验中学九年级一模化学试卷)认真阅读下列材料,回答