跨学科实践活动05 基于碳中和理念设计低碳行动方案-2024-2025学年初中化学跨学科实践活动命题探究（人教版2024）

跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 命题点一 探究二氧化碳的性质与转化 命题点二 自然界中的碳循环 命题点三 碳中和措施与低碳行动方案 一、二氧化碳的性质 1. 二氧化碳的物理性质 （1）物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 常温下是气体 无味 比空气大 能溶于水 固体二氧化碳——干冰，在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。 （2）实验探究 ①倾倒二氧化碳实验 将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。 ②二氧化碳的溶解性实验 向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。 2. 二氧化碳的化学性质 （1）一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）能与水反应：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色，其化学方程式为CO₂+H₂O==H₂CO3。碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水，其化学方程式为H₂CO3==H₂O+CO₂↑。 （3）能使澄清石灰水变浑浊：二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成白色的碳酸钙沉淀，其化学方程式为CO₂+Ca(OH)2==CaCO3↓+H₂O，这个反应可以用来检验二氧化碳。除去二氧化碳用氢氧化钠。 （4）二氧化碳能与碳单质反应:CO2+C2CO，此过程中二氧化碳体现氧化性。 二、二氧化碳的转化 三、二氧化碳对生活和环境的影响 1. 自然界中的二氧化碳循环：绿色植物的光合作用 二氧化碳 氧气人和动植物的呼吸， 化石燃料的燃烧等 2. 温室效应 二氧化碳本身没有毒性，但不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会使人感到气闷、头昏。因此在人群密集的地方应该注意通风换气。 大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让太阳光透过，又能使地面吸收的太阳光热量不易向外散失，起到了对地球保温的作用，这种现象叫做温室效应。注意：二氧化碳不是空气污染物。 3. 低碳生活 倡导低碳生活的理念。如不使用一次性筷子、理性消费、不使用一次性购物袋、使用节能灯泡、随手关灯、少开私家车、出行多步行或骑自行车等。 命题点一 探究二氧化碳的性质与转化 【典例1-1】（2022·湖南湘潭）从化合价和物质类别两个维度认识元素及其化合物的性质是较好的化学学习方式。下图是碳元素的“价类二维图”。下列有关说法错误的是（ ） A．物质甲可以是天然气的主要成分甲烷 B．物质乙的化学式可以是Na2CO3 C．常见的碳单质有金刚石、石墨 D．X处物质类别是氧化物 【典例1-2】碳及其化合物存在如下转化关系：（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是（ ） A. 由C转化为的过程中碳元素的化合价依次升高 B. 只能通过与反应转化为 C. 通过与C反应转化为，化学方程式为 D. X可能是酸或盐 【训练1-1】碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质，X表示反应物)。下列说法中错误的是 A. X可以是单质或氧化物 B. “”的反应类型为置换反应 C. “”的反应可以用石蕊溶液检验 D. “”的反应可以用于实验室检验二氧化碳 【训练1-2】（2022·内蒙古包头）以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标，绘制的图像叫“价类二维图”。下图是碳元素的“价类二维图”，图中A、B、D、E分别表示不同的物质。回答下列问题： （1）A的单质有多种，写出其中一种的名称 。 （2）B、D可相互转化，B和 （填化学式）在一定条件下反应能生成D。 （3）科学家将D进行转化实现资源化利用，其中一种方法是：，X的化学式为 。 （4）D、E可相互转化，若E是由三种元素组成，写出D→E的一个化学方程式 。 【训练1-3】弘扬红旗渠精神，走强国富民之路。20世纪60年代，河南林县(今林州市)人民在太行山上修成了“人工天河”红旗渠。他们就地取材，利用石灰石烧制生石灰，A~D是生石灰烧制和使用过程中涉及的部分物质，它们之间的转化关系如右图所示(“→”表示反应能一步实现，部分物质和反应条件已略去)，其中D在农业生产中常用于改良酸性土壤。 （1）C的化学式为_____；反应②所属的基本反应类型为_____。 （2）反应③的化学方程式为_____；B在生产或生活中的一种用途为_____。 命题点二 自然界中的碳循环 【典例2-1】（2024·江苏扬州）自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 A．氮循环 B．硫循环 C．碳循环 D．水循环 【典例2-2】二氧化碳是一种与人类生产生活密切关系的气体。 （1）如图是自然界中部分碳、氧循环图（为；为葡萄糖）。 ①转化2的化学反应类型为 ，绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为 能。 ②转化2和转化3反应物相同但生成物不同的原因是 。 ③下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法错误的是 （填序号，下同）。 A．无机物和有机物性质不同，但在一定条件下能相互转化 B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环 C．人人参与大自然中的碳、氧循环，爱因斯坦身上的某一个原子可能会在你身上。 D．碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 （2）生石灰的制取和应用（如下图）：“每煤饼一层，垒石（石灰石）一层，铺薪其底，灼火燔（灼烧）之，火力到后，烧酥石性。以水沃之，亦自解散……成质之后，入水永劫不坏。” “解散”是因为生石灰遇水由块状变成粉末。该粉末的主要成分是 （填名称）。粉末“成质之后，入水永劫不坏”，可用于船只、墙壁的填缝防水。根据“入水永劫不坏”，推测“成质”后的产物具有的性质是 （写一条即可）。 【训练2-1】（2024江苏扬州）自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 A．氮循环 B．硫循环 C．碳循环 D．水循环 【训练2-2】我国承诺：2030 年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。 I.碳排放： （1）查阅图 1，动植物呼吸 (选填“能”或“不能”)释放CO2。 Ⅱ.碳中和： （2）自然吸收：查阅图 1，CO2的自然吸收途径有 (填图中序号)。 （3）人为努力：工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集”技术的流程如图2所示。 ①操作1用到玻璃棒的作用是： 。 ②大气中二氧化碳含量过高时可能会形成 效应。 ③反应、分离室中发生的复分解反应的化学方程式为 。 ④高温反应室中发生的化学反应方程式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。 ⑤流程中可循环利用的物质有CaO、 。 命题点三 碳中和措施与低碳行动方案 【典例3-1】（2024江苏苏州）捕集空气中CO2加氢制甲醇（CH3OH），可实现CO2资源化利用和“零碳”排放，其转化流程如图所示。下列说法不正确的是 A．反应①中，电解水生成的H2和O2的分子个数比为2∶1 B．反应②中，生产1.6 kg CH3OH理论上要消耗2.2 kg CO2 C．转化过程中，H2O和H2循环转化，无需额外补充 D．等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等，实现“零碳”排放 【典例3-2】（2024·江苏盐城）我国向世界承诺：努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等，达到相对零排放，为人类社会可持续发展贡献中国力量。 Ⅰ  了解二氧化碳排放 （1）排放量增加可能引发的后果有______（选填字母序号，下同）。 A．冰川融化，海平面上升 B．极端天气频发 C．土地沙漠化，造成农业减产 D．影响自然生态系统，改变生物多样性 （2）空气中的主要来自于______。 A．动植物的呼吸作用 B．化石燃料的燃烧 C．植物的光合作用 （3）实验室制备。根据下列仪器装置，回答问题。 ①写出标号仪器的名称：a． ，b． 。 ②制取可在A~E中选用装置 ；装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。 Ⅱ  探究二氧化碳转化 （4）的吸收是其转化的有效方法。现有三种试剂：水、澄清石灰水、溶液，你认为最佳的吸收剂是 ，设计实验方案证明你的结论： 。 Ⅲ  研制低碳行动方案 （5）低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层面策应“低碳行动”，写出你的一个行动打算： 。 【典例3-3】我国将力争2060年前实现碳中和，CO2的捕捉可减少碳排放。下图是“捕捉”(吸收)CO2部分流程图： （1）CO2用途广泛，写出一条用途： ；操作①的名称是 。 （2）捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，原因是 ；对应的反应的化学方程式为 。 （3）“碳转化”也是处理二氧化碳的重要方法。如下图利用皮气中的二氧化碳制取甲烷的微观示意图： 写出二氧化碳制取甲烷的化学方程式： 。 【训练3-1】（2024·重庆）杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇()”。我国科研人员研制出一种新型催化剂，能将转化成甲醇，其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是（ ） A．M的化学式为 B．该成果可为碳中和提供科学方案 C．Ⅰ中反应不是化合反应 D．该转化中和M的分子数目比为1：2 【训练3-2】（2024湖北）阅读科普短文。 液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源，实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。 2020年，我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。 甲醇作为液态阳光首要目标产物，能生产乙酸、烯烃等化学品，能用作内燃机燃料，也能用于燃料电池产生电能，还能通过重整反应释放出氢气。 （1）“液态阳光生产”利用的可再生能源是 （写一种）。 （2）“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 和CO2。 （3）可用NaOH溶液实现“碳捕获”，其反应的化学方程式为 。 （4）相比氢气，液体燃料甲醇的优点有 （写一条）。 【训练3-3】“碳中和”，我们一直在行动。 I.碳封存 （1）近年来，我国在海上二氧化碳封存技术领域取得突破，该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的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。 ①二氧化碳气体易被压缩是因为其分子之间的间隔相对 (填“较大”或“较小”)，该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 ②超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等。下列有关说法错误的有 。 A．超临界二氧化碳极易燃烧 B．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比气态二氧化碳小 C．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 （2）氢氧化钙吸收CO2可以“固碳”。某科研小组将氢氧化钙粉末与少量蒸馏水均匀混合，压制成固碳样品块；测定不同CO2浓度下样品质量增加率随时间的变化情况，结果如图1。 ①氢氧化钙“固碳”的反应原理为 (用化学方程式表示)。 ②据图可知CO2浓度越高，固碳速率越 。 II.碳转化 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成，主要过程为：CO2→甲醇→甲醛→……→葡萄糖→……→淀粉。其中“甲醇→甲醛”阶段的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。 （3）推测分子中氧原子的数目：甲醇 (填“＞”“＜”或“=”)甲醛。 （4）为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充H2O2。理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化，至少需要补充 个H2O2分子。 【训练3-4】我国承诺于2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，体现大国责任与担当。碳元素的一些物质转化关系如图。 （1）途径Ⅰ：可由化合物与单质参与反应实现，该化合物的名称是 。 （2）途径Ⅱ：古人将炉甘石(ZnCO3)煅烧分解可制得 (填化学式)和CO2。 （3）途径Ⅲ：反应物中的碳单质具有 性。(填“氧化”或“还原”) （4）途径Ⅳ：实验室制备二氧化碳的化学反应方程式 。 “氨法”捕集二氧化碳是实现“碳中和”的重要途径之一，目前受到广泛关注和研究，其主要流程如图。 （5）常温下，二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液变 色。 （6）工业上用氨水喷淋吸收废气中的CO2，采用“喷淋”的原因是 。 （7）反应①的化学方程式是 ，该反应的温度不宜高，原因是 。 （8）上述流程中，可循环利用的物质是 。 我国科学家成功实现了用CO2和Cu合成醋酸。其微观示意图如图。 (9)整个转化中，二氧化碳与醋酸的分子个数之比为 。 1．我国提出2060年前实现碳中和。下列措施不利于实现碳中和的是（ ） A．鼓励民众植树造林 B．废旧书籍、报纸分类回收，再利用 C．开发利用清洁能源 D．露天焚烧农作物秸秆以增加肥效 2．下列关于碳和碳的化合物的说法错误的是 A．一氧化碳在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出还原性 B．古代的书画作品能保存至今，是因为常温下碳的化学性质不活泼 C．二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明二氧化碳具有酸性 D．倡导低碳生活主要是为了减少二氧化碳的排放 3．下列关于碳及碳的氧化物的说法，不正确的是（ ） A．金刚石、石墨都是由碳元素组成的不同的单质 B．碳单质充分燃烧只生成CO2 C．CO2和CO之间可以相互转化 D．CO2和CO都是空气污染物 4．下列实验设计不能达到目的的是（ ） A．证明二氧化碳能溶于水 B．证明二氧化碳密度大于空气 C．证明通入的气体是二氧化碳 D．证明小苏打能与稀盐酸反应放出二氧化碳 5．为检验水和碱溶液“捕捉”的效果，设置如图1所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图2所示。下列说法错误的是（ ） A．刚开始压强增大，是因为加入液体后气体被压缩 B．时，曲线甲表示的溶液呈中性 C．根据曲线甲分析可知：当时间约为时，1体积水约吸收1体积的 D．根据图像分析，同体积水和浓溶液，吸收较多的是浓溶液 6．“碳循环”、“氧循环”和“水循环”是自然界存在的三大重要循环。已知图1反应条件为常温，图2反应是植物的光合作用，下列说法正确的是 A．变化观：“水循环”主要是由于水分子的运动引起的，属于化学变化 B．守恒观：图一中X和图二中Y为同种物质 C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 D．微粒观：绿色植物光合作用会使自然界中的氧原子总数增加 7．（2023·江苏无锡）“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如下： 下列叙述错误的是（ ） A．空气反应器中发生的反应为： B．X中氮气的含量比空气中高 C．与直接燃烧相比，“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集 D．等质量的甲烷直接燃烧比“化学链燃烧”消耗氧气多 8．（2022·湖北荆门）荆门市家用燃料的使用经历了如下所示的过程：煤和木材→石油液化气（C3H8•C4H10）→天然气（注：括号中的物质是对应燃料的主要成分） （1）煤燃烧产物中能造成酸雨的物质是 （填标号）。 A．CO2 B．SO2 C．CO （2）C3H8和C4H10两种物质中氢元素质量分数较大的是 （填化学式）。 （3）关于天然气的说法正确的是 （填标号）。 A．天然气是纯净物 B．点燃收集的天然气前要验纯 C．天然气是一种可再生能源 （4）写出天然气的主要成分甲烷完全燃烧的化学方程式： 。 （5）燃油车使用时会产生一些对空气造成污染的物质。如：一氧化碳， 等（列举一例）。 （6）我国提出2060年前实现“碳中和”，彰显了负责任大国的作为与担当。你作为公民，从我做起。请你写出一种低碳出行的方式： 。 9．（2023·黑龙江牡丹江）请结合材料回答下列问题： 我国科研团队研发了一种纳米“蓄水”膜反应器（如下图所示），内部封装了特定催化剂，该催化剂能够实现在温和条件下（3MPa，240℃）二氧化碳近100%高效稳定的转化。纳米“蓄水”膜反应器的壳层具有高选择性，反应后，能保证生成的水集中到内部而乙醇溢出。 二氧化碳不仅能制造乙醇，还能制造淀粉、蛋白质、甲醇、尿素、纯碱、灭火剂等，我国化学工作者正在围绕绿色、低碳、环保、高效的主题，继续推进碳捕捉、碳中和，以实现二氧化碳资源的高价值利用。 （1）图中“  ”表示的物质属于 （填“有机化合物”或“无机化合物”）。 （2）壳层的优点是 。 （3）纳米“蓄水”膜反应器内发生反应的化学方程式为 。 （4）该技术的研发有利于缓解 问题（写一条）。 10．（2023·黑龙江大庆）为力争2060年实现碳中和，我国把研发二氧化碳的捕获和再利用技术作为实现该目标的重要途径。 （1）我国科学家利用捕获生成甲醇的微观示意图如图1所示，请写出该反应的化学方程式 。 （2）图2为碳元素的“价类二维图”，工业上利用图中的某种化合物还原赤铁矿(主要成分为)冶炼铁，反应的化学方程式为 。 （3）a→f中能使紫色石蕊试液变红的是 (填化学式)。 （4）若f是某种建筑材料的主要成分，则f的化学式为 。 （5）已知反应：，X为a→f中的 (填字母)。 11．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 12．（2023·湖南长沙）为解决温室效应加剧问题，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。 （1）罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，请你从分子的角度分析并解释 ； （2）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是 ； （3）若将 36g 水完全分解最多能产生氢气的质量是 g； （4）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是_________。 A．光合作用 B．海洋吸收 C．工业利用 13．根据下文，回答问题。 我国坚定落实“双碳”承诺，做全球“碳中和”的践行者、贡献者和引领者。减少碳排放，实现碳中和的对策可以分为碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种主要途径。专家预测：2050年4种途径对全球碳中和的贡献率如图。2023年6月1日，我国首个海上封存示范工程项目正式投用。 海上封存就是将在海上采油过程中伴生的“捕获”并“封存”在海底。首先，将油井开发伴生的捕获、分离、加压至气液混合的超临界状态，通过一口回注井，以初期每小时约9吨的速度回注至距平台3公里、海底地层800多米的咸水层中。进一步促进海洋油气产业绿色低碳转型。 （1）大气中的主要来自化石燃料的燃烧，如煤、石油和 等，化石燃料属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。若排入大气中的越来越多，会导致 加剧。 （2）自然界碳的循环中，植物的光合作用能 （填“吸收”或“释放”）。 （3）由图可知，到2050年，对全球“碳中和”贡献率最大的途径是 。 （4）将加压至超临界状态的过程，从微观角度分析，能被压缩的原因是 。 （5）的捕获是碳封存的首要环节。用NaOH溶液吸收，发生反应的化学方程式为 。 14．广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的 CO2越来越多，导致温室效应增强。减少 CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的 4 种主要途径。科学家预测，到 2050 年，4 种途径对全球碳中和的贡献率如图 1。 CO2的吸收是碳封存的首要环节，常选用 NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。其中 CO2与 NaOH 反应生成易溶于水的碳酸钠和水。研究膜吸收法吸收 CO2过程中，研究人员在 20℃，101 kPa 时，通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾 3 种吸收剂对烟气中 CO2的脱除效果，其结果如图 2。 我国提出 2060 年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。 （原文作者邹才能、林忠华等，有删改） 依据文章内容回答下列问题。 （1）自然界碳的循环中，含碳元素的燃料燃烧 （填“吸收”或“释放”）CO2。 （2）由图1可知，到2050年对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 （3）用 NaOH 溶液吸收CO2，发生反应的化学方程式为 。 （4）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 ①由图2可知，随烟气流速增大，CO2脱除效果增强。 ②节约用电，绿色出行，有助于实现碳中和。 （5）对比图 2 中三条曲线，得出的结论是：研究膜吸收法吸收 CO2过程中， ，吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾的研究范围内，氨基乙酸钾对 CO2的脱除效果最好。 15．扎实做好“碳达峰”“碳中和”各项工作，体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。请回答： （1）“碳”减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质X反应制取氢气，化学方程式为：2B+6X2B（OH）3+3H2↑，则X的化学式为 。 （2）“碳捕捉和封存”技术是实现“碳中和”的重要途径。重庆合川实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。这里的CO2捕集是一个 （填“物理”或“化学”）过程。 （3）转化法是实现“碳中和”的措施之一，下图为根据初中化学有关知识、结合有关资料，得到的碳的转化关系。 ①若甲为单质，自然界通过光合作用完成转化I，则甲为 。 ②转化Ⅱ反应可以用来检验 。 ③二氧化碳与碳反应，完成转化Ⅲ，反应的化学方程式为 。 ④转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水，是目前研究的热点，该反应的化学方程式为 。 （4）在日常生活中，你如何践行“低碳生活”理念 （写一条即可）。 16．2023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 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 命题点一 探究二氧化碳的性质与转化 命题点二 自然界中的碳循环 命题点三 碳中和措施与低碳行动方案 一、二氧化碳的性质 1. 二氧化碳的物理性质 （1）物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 常温下是气体 无味 比空气大 能溶于水 固体二氧化碳——干冰，在一定条件下，二氧化碳能变成液体或固体。固态的二氧化碳又叫做“干冰”，干冰升华吸热，可作制冷剂或人工降雨。 （2）实验探究 ①倾倒二氧化碳实验 将二氧化碳慢慢倒入如图所示的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭。结论：二氧化碳的密度比空气大，同时，也说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。 ②二氧化碳的溶解性实验 向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，震荡。观察到塑料瓶变瘪了。结论：二氧化碳能溶于水，造成瓶内气压减小，大气压高于瓶内气压，所以变瘪了。 2. 二氧化碳的化学性质 （1）一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）能与水反应：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色，其化学方程式为CO₂+H₂O==H₂CO3。碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水，其化学方程式为H₂CO3==H₂O+CO₂↑。 （3）能使澄清石灰水变浑浊：二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成白色的碳酸钙沉淀，其化学方程式为CO₂+Ca(OH)2==CaCO3↓+H₂O，这个反应可以用来检验二氧化碳。除去二氧化碳用氢氧化钠。 （4）二氧化碳能与碳单质反应:CO2+C2CO，此过程中二氧化碳体现氧化性。 二、二氧化碳的转化 三、二氧化碳对生活和环境的影响 1. 自然界中的二氧化碳循环：绿色植物的光合作用 二氧化碳 氧气人和动植物的呼吸， 化石燃料的燃烧等 2. 温室效应 二氧化碳本身没有毒性，但不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会使人感到气闷、头昏。因此在人群密集的地方应该注意通风换气。 大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让太阳光透过，又能使地面吸收的太阳光热量不易向外散失，起到了对地球保温的作用，这种现象叫做温室效应。注意：二氧化碳不是空气污染物。 3. 低碳生活 倡导低碳生活的理念。如不使用一次性筷子、理性消费、不使用一次性购物袋、使用节能灯泡、随手关灯、少开私家车、出行多步行或骑自行车等。 命题点一 探究二氧化碳的性质与转化 【典例1-1】（2022·湖南湘潭）从化合价和物质类别两个维度认识元素及其化合物的性质是较好的化学学习方式。下图是碳元素的“价类二维图”。下列有关说法错误的是（ ） A．物质甲可以是天然气的主要成分甲烷 B．物质乙的化学式可以是Na2CO3 C．常见的碳单质有金刚石、石墨 D．X处物质类别是氧化物 【答案】B 【解析】A、根据碳元素的“价类二维图”可知，物质甲中碳元素的化合价为-4价，而可天然气的主要成分甲烷中碳元素的化合价也为-4价，故说法正确； B、根据碳元素的“价类二维图”可知，物质乙类别是酸，则物质乙的化学式可以是H2CO3，故说法错误； C、金刚石、石墨由碳元素组成的单质，常见的碳单质有金刚石、石墨，故说法正确； D、根据碳元素的“价类二维图”可知，物质X有一氧化碳和二氧化碳，这两种物质均由两种元素且其中一种元素为氧元素，则物质X物质类别为氧化物，故说法正确； 故选B。 【典例1-2】碳及其化合物存在如下转化关系：（“→”表示一种物质会一步转化成另一种物质）。下列有关说法错误的是（ ） A. 由C转化为的过程中碳元素的化合价依次升高 B. 只能通过与反应转化为 C. 通过与C反应转化为，化学方程式为 D. X可能是酸或盐 【答案】B 【解析】A、C、CO、中碳元素化合价分别为0、+2、+4价，碳元素的化合价依次升高，不符合题意； B、氧化铁与一氧化碳高温下反应生成铁单质和二氧化碳，符合题意； C、碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为，不符合题意； D、二氧化碳和水反应生成碳酸、碳酸分解生成二氧化碳，碳酸属于酸；二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，碳酸钠属于盐，故X可能是酸或盐，不符合题意；故选B。 【训练1-1】碳及其部分化合物的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质，X表示反应物)。下列说法中错误的是 A. X可以是单质或氧化物 B. “”的反应类型为置换反应 C. “”的反应可以用石蕊溶液检验 D. “”的反应可以用于实验室检验二氧化碳 【答案】B 【解析】A、C具有可燃性、还原性，与氧气、氧化铜反应都能生成二氧化碳，故X可以是单质或氧化物，说法正确； B、：一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳，反应特征是“多变1”，属于化合反应，一氧化碳与氧化铜加热生成铜和二氧化碳，属于非基本反应类型，均不属于置换反应，说法错误； C、：二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，故该反应可以用石蕊溶液检验，说法正确； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用于检验二氧化碳，发生的反应为，故“”的反应可以用于实验室检验二氧化碳，说法正确。 故选B。 【训练1-2】（2022·内蒙古包头）以化合价为纵坐标，物质类别为横坐标，绘制的图像叫“价类二维图”。下图是碳元素的“价类二维图”，图中A、B、D、E分别表示不同的物质。回答下列问题： （1）A的单质有多种，写出其中一种的名称 。 （2）B、D可相互转化，B和 （填化学式）在一定条件下反应能生成D。 （3）科学家将D进行转化实现资源化利用，其中一种方法是：，X的化学式为 。 （4）D、E可相互转化，若E是由三种元素组成，写出D→E的一个化学方程式 。 【答案】（1）金刚石 （2）O2 （3）H2O （4） 【解析】（1）通过图示可知A的化合价为0价，是碳单质，则A可以是金刚石、石墨中的一种。 （2）B是+2价碳的氧化物，则B是一氧化碳，D是+4价碳的氧化物，则D是二氧化碳，一氧化碳和氧气点燃条件下生成二氧化碳，故B和O2在一定条件下反应能生成D。 （3）D是二氧化碳，根据质量守恒定律中原子个数化学变化前后不变可知：反应前有1个碳原子、8个氢原子、2个氧原子，反应后甲烷中只有1个碳原子和4个氢原子，由于X前的化学计量数为2，则X中有1个氧原子和2个氢原子，故X是水，化学式为H2O。 （4）D是二氧化碳，E是含有碳元素的盐，且碳元素为+4价，E可以是碳酸钙，故D→E是二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水的反应，化学方程式为。 【训练1-3】弘扬红旗渠精神，走强国富民之路。20世纪60年代，河南林县(今林州市)人民在太行山上修成了“人工天河”红旗渠。他们就地取材，利用石灰石烧制生石灰，A~D是生石灰烧制和使用过程中涉及的部分物质，它们之间的转化关系如右图所示(“→”表示反应能一步实现，部分物质和反应条件已略去)，其中D在农业生产中常用于改良酸性土壤。 （1）C的化学式为_____；反应②所属的基本反应类型为_____。 （2）反应③的化学方程式为_____；B在生产或生活中的一种用途为_____。 【答案】（1）①. CaO ②. 化合反应（2）①. Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ②. 作气体肥料或灭火等 【解析】A~D是生石灰烧制和使用过程中涉及的部分物质，A反应后生成B、C，C反应生成D，D能够与B反应重新生成A，则A为碳酸钙，B为二氧化碳，C为氧化钙，D为氢氧化钙。 （1）由分析可知，C为氧化钙，其化学式为CaO，故填CaO； 由分析可知MC为氧化钙，D为氢氧化钙，则反应②是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，是两种物质生成一种新物质的反应，符合化合反应的特点，属于化合反应，故填化合反应。 （2）由分析可知，B为二氧化碳，D为氢氧化钙，则反应③是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故反应的化学方程式写为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O； 由分析可知，B为二氧化碳，二氧化碳能够参与光合作用合成有机物，能够提高农作物的产量，可用作气体肥料，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，可用来灭火，故填作气体肥料或灭火等。 命题点二 自然界中的碳循环 【典例2-1】（2024·江苏扬州）自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 A．氮循环 B．硫循环 C．碳循环 D．水循环 【答案】C 【解析】由图可知，化石燃料燃烧产生二氧化碳，动植物呼吸作用生成二氧化碳，动植物的遗体和排泄物通过缓慢氧化生成二氧化碳，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，故该图表示的是自然界中的碳循环。 故选C。 【典例2-2】二氧化碳是一种与人类生产生活密切关系的气体。 （1）如图是自然界中部分碳、氧循环图（为；为葡萄糖）。 ①转化2的化学反应类型为 ，绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为 能。 ②转化2和转化3反应物相同但生成物不同的原因是 。 ③下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法错误的是 （填序号，下同）。 A．无机物和有机物性质不同，但在一定条件下能相互转化 B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环 C．人人参与大自然中的碳、氧循环，爱因斯坦身上的某一个原子可能会在你身上。 D．碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 （2）生石灰的制取和应用（如下图）：“每煤饼一层，垒石（石灰石）一层，铺薪其底，灼火燔（灼烧）之，火力到后，烧酥石性。以水沃之，亦自解散……成质之后，入水永劫不坏。” “解散”是因为生石灰遇水由块状变成粉末。该粉末的主要成分是 （填名称）。粉末“成质之后，入水永劫不坏”，可用于船只、墙壁的填缝防水。根据“入水永劫不坏”，推测“成质”后的产物具有的性质是 （写一条即可）。 【答案】（1）化合反应 化学 反应条件不同 B （2）氢氧化钙（或熟石灰等） 难溶于水（合理即可） 【解析】（1）①转化2为二氧化碳和水反应生成碳酸，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应； 绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，将太阳能转化为化学能； ②转化2二氧化碳和水反应生成碳酸，转化3为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气，反应物相同，但是反应条件不同，故生成物不同； ③A、无机物和有机物性质不同，但是在一定条件下能相互转化，如二氧化碳和水属于无机物，葡萄糖是有机物，二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气，葡萄糖和氧气在酶的作用下反应生成二氧化碳和水，不符合题意； B、碳循环和氧循环分别是指碳元素和氧元素的循环，符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，人人参与大自然中的碳、氧循环，爱因斯坦身上的某一个原子可能会在你身上，不符合题意； D、碳循环是含碳物质的循环，氧循环是含氧物质的循环，碳循环和氧循环可将二氧化碳和氧气相互转化，有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定，不符合题意。 故选B； （2）“解散”是因为生石灰遇水由块状变成粉末，即生石灰和水反应生成氢氧化钙，故该粉末的主要成分是氢氧化钙劫不坏”，推测“成质”后根的产物是碳酸钙，说明碳酸钙具有的性质是：难溶于水。 【训练2-1】（2024江苏扬州）自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 A．氮循环 B．硫循环 C．碳循环 D．水循环 【答案】C 【解析】由图可知，化石燃料燃烧产生二氧化碳，动植物呼吸作用生成二氧化碳，动植物的遗体和排泄物通过缓慢氧化生成二氧化碳，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，故该图表示的是自然界中的碳循环，选C。 【训练2-2】我国承诺：2030 年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。 I.碳排放： （1）查阅图 1，动植物呼吸 (选填“能”或“不能”)释放CO2。 Ⅱ.碳中和： （2）自然吸收：查阅图 1，CO2的自然吸收途径有 (填图中序号)。 （3）人为努力：工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集”技术的流程如图2所示。 ①操作1用到玻璃棒的作用是： 。 ②大气中二氧化碳含量过高时可能会形成 效应。 ③反应、分离室中发生的复分解反应的化学方程式为 。 ④高温反应室中发生的化学反应方程式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。 ⑤流程中可循环利用的物质有CaO、 。 【答案】（1）能 （2）④⑥ （3） 引流 温室效应 分解 氢氧化钠/NaOH 解：设反应90s时消耗H2O2的质量为x。 由图可知，反应90s时产生氧气的质量为1.60g 答：反应90s时消耗H2O2的质量为3.40g。 （1）查阅图 1，动植物呼吸能释放CO2； （2）查阅图 1，CO2的自然吸收途径有植物光合作用、海水吸收等，故选填：④⑥； （3）①操作1后得到固体和液体，则操作1为过滤操作，用到玻璃棒的作用是引流； ②二氧化碳是温室气体，大气中二氧化碳含量过高时可能会形成温室效应； ③反应、分离室中发生的反应为： （化合反应）； （复分解反应）； 则复分解反应的化学方程式为； ④高温反应室中碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为； 该反应是一种物质反应生成两种物质，符合“1变多”的特征，属于分解反应； ⑤流程中CaO、NaOH既是反应物，又是生成物，则可循环利用的物质除了CaO，还有NaOH。 命题点三 碳中和措施与低碳行动方案 【典例3-1】（2024江苏苏州）捕集空气中CO2加氢制甲醇（CH3OH），可实现CO2资源化利用和“零碳”排放，其转化流程如图所示。下列说法不正确的是 A．反应①中，电解水生成的H2和O2的分子个数比为2∶1 B．反应②中，生产1.6 kg CH3OH理论上要消耗2.2 kg CO2 C．转化过程中，H2O和H2循环转化，无需额外补充 D．等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等，实现“零碳”排放 【答案】C 【解析】反应①水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为2 H2O 2 H2↑ + O2↑，由化学方程式可知，电解水生成的H2和O2的分子个数比为2∶1，故A说法正确；反应②中，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，根据碳元素质量守恒，则生产1.6kgCH3OH理论上要消耗CO2的质量为，故B说法正确；反应①水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为2 H2O 2 H2↑ + O2↑ ，反应②为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，化学方程式为CO2 + 3 H2 = CH3OH + H2O，综合方程式为CO2 + H2 + H2O = CH3OH + O2，故转化过程中，H2O和H2虽然可循环转化，但是也需额外补充，故C说法错误；甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水，化学方程式为2 CH3OH + 3 O2 2 CO2 + 4 H2O，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，化学方程式为CO2 + 3 H2 = CH3OH + H2O，由化学方程式可知，甲醇和二氧化碳的分子个数比均为1∶1，故等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等，可实现“零碳”排放，故D说法正确。 【典例3-2】（2024·江苏盐城）我国向世界承诺：努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等，达到相对零排放，为人类社会可持续发展贡献中国力量。 Ⅰ  了解二氧化碳排放 （1）排放量增加可能引发的后果有______（选填字母序号，下同）。 A．冰川融化，海平面上升 B．极端天气频发 C．土地沙漠化，造成农业减产 D．影响自然生态系统，改变生物多样性 （2）空气中的主要来自于______。 A．动植物的呼吸作用 B．化石燃料的燃烧 C．植物的光合作用 （3）实验室制备。根据下列仪器装置，回答问题。 ①写出标号仪器的名称：a． ，b． 。 ②制取可在A~E中选用装置 ；装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。 Ⅱ  探究二氧化碳转化 （4）的吸收是其转化的有效方法。现有三种试剂：水、澄清石灰水、溶液，你认为最佳的吸收剂是 ，设计实验方案证明你的结论： 。 Ⅲ  研制低碳行动方案 （5）低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层面策应“低碳行动”，写出你的一个行动打算： 。 【答案】（1）ABCD （2）AB （3）试管 集气瓶 BC 可以控制反应发生与停止 （4）2%NaOH溶液 用三只相同的塑料瓶收集二氧化碳，分别注入等体积的水、澄清石灰水、2%NaOH溶液，盖上瓶盖，充分振荡，若注入2%氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪程度最大，说明2%氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果最好 （5）出行乘坐公交车（合理即可） 【解析】（1）A、空气中二氧化碳含量过高，会导致温室效应加剧。会导致全球变暖，冰川融化，海平面上升，正确； B、温室效应会导致气候异常，发生极端天气，正确； C、地球温度升高，会使地球上的水分加速蒸发到大气层中，地面变得干旱，植被退化，进而导致土地沙漠化，正确； D、温度升高会影响生物的生长，影响生态系统，导致某些物种灭绝，正确； 故填：ABCD； （2）A、动植物呼吸作用产生二氧化碳和水，符合题意； B、化石燃料含有碳元素，完全燃烧会产生二氧化碳，符合题意； C、植物光合作用消耗二氧化碳和水，不符合题意； 故填：AB； （3）①图中可知，仪器a是试管，仪器b是集气瓶，故填：试管；集气瓶； ②实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，选择固液常温型发生装置，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，二氧化碳的密度比空气的密度大，选择向上排空气法收集，故填：BC； 多孔隔板可以将固体放在试管中部，通过开关止水夹控制固体液体接触和分离，当止水夹打开，固液接触，反应发生，当止水夹夹紧，装置内生成气体导致压强增大，将液体挤回长颈漏斗，液面降到多孔隔板以下与固体分离，反应停止，装置的优点是可以控制反应的发生与停止，故填：可以控制反应的发生与停止； （4）水能和二氧化碳反应生成碳酸，澄清石灰水和氢氧化钠能够和二氧化碳反应，用于吸收二氧化碳，但是澄清石灰水中氢氧化钙微溶于水，溶液浓度较小，吸收效果不好，氢氧化钠溶液中含有水和能与二氧化碳反应的氢氧化钠，吸收效果好，故填：2%氢氧化钠溶液； 证明吸收效果需要在相同条件下比较三种试剂吸收二氧化碳量的多少，如可以通过塑料瓶变瘪的程度比较吸收效果，故填：用三只相同的塑料瓶收集二氧化碳，分别注入等体积的水、澄清石灰水、2%NaOH溶液，盖上瓶盖，充分振荡，若注入2%氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪程度最大，说明2%氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果最好； （5）低碳行动可以从减少二氧化碳排放角度做起，如出行乘坐公交车、节约用电等，故填：出行乘坐公交车（合理即可）。 【典例3-3】我国将力争2060年前实现碳中和，CO2的捕捉可减少碳排放。下图是“捕捉”(吸收)CO2部分流程图： （1）CO2用途广泛，写出一条用途： ；操作①的名称是 。 （2）捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，原因是 ；对应的反应的化学方程式为 。 （3）“碳转化”也是处理二氧化碳的重要方法。如下图利用皮气中的二氧化碳制取甲烷的微观示意图： 写出二氧化碳制取甲烷的化学方程式： 。 【答案】（1） 用来灭火 过滤 （2） 增大氢氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应更充分 （3） 【解析】（1）二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧，可用来灭火；操作①可将固体和液体分离，其名称是过滤； （2）捕捉室中NaOH溶液常喷成雾状，是为了增大氢氧化钠和二氧化碳的接触面积，使反应更充分；氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：； （3）由反应的微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，反应的化学方程式为：。 【训练3-1】（2024·重庆）杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇()”。我国科研人员研制出一种新型催化剂，能将转化成甲醇，其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是（ ） A．M的化学式为 B．该成果可为碳中和提供科学方案 C．Ⅰ中反应不是化合反应 D．该转化中和M的分子数目比为1：2 【答案】D 【解析】A、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成物甲醇中含有碳、氢、氧三种元素，反应物二氧化碳中含有碳、氧两种元素，而反应物M为单质，M中一定含有氢元素，则M为氢气，化学式为H2，故A说法正确； B、该成果可有效利用二氧化碳，减少二氧化碳的排放，可为碳中和提供科学方案，故B说法正确； C、I中二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成一氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则一定还有含有氢元素的生成物，故该反应的生成物不只一种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，故C说法正确； D、根据流程，二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成甲醇，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，则还会生成水，化学方程式为：，故该转化中 CO2 和M的分子数目比为1：3，故D说法错误； 故选：D。 【训练3-2】（2024湖北）阅读科普短文。 液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源，实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。 2020年，我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。 甲醇作为液态阳光首要目标产物，能生产乙酸、烯烃等化学品，能用作内燃机燃料，也能用于燃料电池产生电能，还能通过重整反应释放出氢气。 （1）“液态阳光生产”利用的可再生能源是 （写一种）。 （2）“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 和CO2。 （3）可用NaOH溶液实现“碳捕获”，其反应的化学方程式为 。 （4）相比氢气，液体燃料甲醇的优点有 （写一条）。 【答案】 （1）太阳能（或风能或其他某种可再生能源） （2）水/H2O （3）2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O （4）便于储（贮）存和运输或便于储（贮）存，或便于运输，或安全性高 【解析】 （1）根据短文内容，“液态阳光”是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇为代表的液态燃料和有机化学品。“液态阳光生产”利用的可再生能源是太阳能（或风能或其他某种可再生能源）； （2）由短文可知，“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。所以，该项目使用的初始原料是水（H2O）和CO2； （3）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，可用NaOH溶液实现“碳捕获”，其反应的化学方程式为2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。 （4）氢气贮存和运输较困难，相比氢气，液体燃料甲醇的优点有便于储（贮）存和运输或便于储（贮）存，或便于运输，或安全性高。 【训练3-3】“碳中和”，我们一直在行动。 I.碳封存 （1）近年来，我国在海上二氧化碳封存技术领域取得突破，该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的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。 ①二氧化碳气体易被压缩是因为其分子之间的间隔相对 (填“较大”或“较小”)，该过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。 ②超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等。下列有关说法错误的有 。 A．超临界二氧化碳极易燃烧 B．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比气态二氧化碳小 C．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 （2）氢氧化钙吸收CO2可以“固碳”。某科研小组将氢氧化钙粉末与少量蒸馏水均匀混合，压制成固碳样品块；测定不同CO2浓度下样品质量增加率随时间的变化情况，结果如图1。 ①氢氧化钙“固碳”的反应原理为 (用化学方程式表示)。 ②据图可知CO2浓度越高，固碳速率越 。 II.碳转化 中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成，主要过程为：CO2→甲醇→甲醛→……→葡萄糖→……→淀粉。其中“甲醇→甲醛”阶段的物质转化如图2所示。反应a中四种物质的化学计量数均为1。 （3）推测分子中氧原子的数目：甲醇 (填“＞”“＜”或“=”)甲醛。 （4）为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充H2O2。理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化，至少需要补充 个H2O2分子。 【答案】（1）较大 物理 AB （2） 快 （3）= （4）1 【解析】（1）①气体分子间间隔大，二氧化碳气体易被压缩是因为其分子之间的间隔相对较大； 该过程无新物质生成，属于物理变化过程； ②A、二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，说法错误； B、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气态二氧化碳大，说法错误； C、超临界二氧化碳存在于特定的条件下，介于气态和液态之间，条件改变，状态改变，说法正确。 故选AB。 （2）①氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，则氢氧化钙“固碳”的反应原理是； ②据图可知CO2浓度越高，质量增加率越低，则固碳速率越快； （3）反应a中甲醇与氧气（O2）反应生成甲醛和H2O2，反应a中四种物质的化学计量数均为1，可知氧气与过氧化氢中氧原子数目相等，则甲醇与甲醛中氧原子数目相等； （4）一个甲醇分子转化为1个甲醛分子，会生成1个H2O2分子，根据可知，反应a每生成一个H2O2分子，反应b需要补充一个H2O2分子，则理论上每完成一个甲醇分子到甲醛分子的转化，至少需要补充1个H2O2分子。 【训练3-4】我国承诺于2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，体现大国责任与担当。碳元素的一些物质转化关系如图。 （1）途径Ⅰ：可由化合物与单质参与反应实现，该化合物的名称是 。 （2）途径Ⅱ：古人将炉甘石(ZnCO3)煅烧分解可制得 (填化学式)和CO2。 （3）途径Ⅲ：反应物中的碳单质具有 性。(填“氧化”或“还原”) （4）途径Ⅳ：实验室制备二氧化碳的化学反应方程式 。 “氨法”捕集二氧化碳是实现“碳中和”的重要途径之一，目前受到广泛关注和研究，其主要流程如图。 （5）常温下，二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液变 色。 （6）工业上用氨水喷淋吸收废气中的CO2，采用“喷淋”的原因是 。 （7）反应①的化学方程式是 ，该反应的温度不宜高，原因是 。 （8）上述流程中，可循环利用的物质是 。 我国科学家成功实现了用CO2和Cu合成醋酸。其微观示意图如图。 (9)整个转化中，二氧化碳与醋酸的分子个数之比为 。 【答案】（1）一氧化碳 （2）ZnO （3）还原 （4）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （5）红 （6）增大接触面积，有利于二氧化碳的吸收 （7）NH3⋅H2O+CO2=NH4HCO3 碳酸氢铵受热易分解 （8）NH3⋅H2O (9)2：1 【解析】（1）途径Ⅰ为化合反应：可由化合物与单质参与反应实现，一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，该化合物的名称是一氧化碳； （2）途径Ⅱ为分解反应：碳酸锌在高温的条件下生成氧化锌和二氧化碳，所以将炉甘石(ZnCO3)煅烧分解可制得ZnO和CO2； （3）途径Ⅲ为置换反应：例如碳和氧化铜高温下反应生成铜和二氧化碳，反应物中的碳单质具有还原性； （4）途径Ⅳ为复分解反应：实验室制备二氧化碳的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （5）常温下，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色； （6）工业上用氨水喷淋吸收废气中的CO2，采用“喷淋”，可增大接触面积，利于二氧化碳的吸收； （7）反应①是氨水与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，化学方程式是：NH3⋅H2O+CO2=NH4HCO3，由于碳酸氢铵受热易分解，所以该反应的温度不宜高； （8）由流程图可知，氨水在流程中既是反应物又是生成物，所以可循环利用的物质是：NH3⋅H2O； （9）依据碳元素守恒可知，2CO2~CH3COOH，则二氧化碳与醋酸的分子个数之比为2：1。 1．我国提出2060年前实现碳中和。下列措施不利于实现碳中和的是（ ） A．鼓励民众植树造林 B．废旧书籍、报纸分类回收，再利用 C．开发利用清洁能源 D．露天焚烧农作物秸秆以增加肥效 【答案】D 【解析】A、鼓励民众植树造林，可以增加二氧化碳的吸收，有利于实现碳中和，不符合题意； B、废旧书籍、报纸分类回收再利用，可以减少树木的砍伐，增加二氧化碳的吸收，有利于实现碳中和，不符合题意； C、开发利用清洁能源，可以减少二氧化碳的排放，有利于实现碳中和，不符合题意； D、露天焚烧农作物秸秆会产生大量的二氧化碳，增加了二氧化碳的排放，不利于实现碳中和，符合题意。 故选D。 2．下列关于碳和碳的化合物的说法错误的是 A．一氧化碳在工业上用于冶炼金属，在反应中表现出还原性 B．古代的书画作品能保存至今，是因为常温下碳的化学性质不活泼 C．二氧化碳通入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明二氧化碳具有酸性 D．倡导低碳生活主要是为了减少二氧化碳的排放 【答案】C【解析】A、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，A说法正确； B、常温下，碳的化学性质不活泼，受日光照射或与空气、水接触都不易发生变化，因此古代的书画作品能保存至今，B说法正确； C、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊变红，二氧化碳本身不具有酸性，C说法错误； D、低碳生活倡导低消耗，主要是减少二氧化碳的排放，D说法正确。 故选C。 3．下列关于碳及碳的氧化物的说法，不正确的是（ ） A．金刚石、石墨都是由碳元素组成的不同的单质 B．碳单质充分燃烧只生成CO2 C．CO2和CO之间可以相互转化 D．CO2和CO都是空气污染物 【答案】D 【解析】A.金刚石和石墨都是碳单质，因为碳原子的排列方式不同，而具有不同的物理性质，故A正确； B.碳单质充分燃烧只会生成二氧化碳，故B正确； C.二氧化碳和碳在高温条件下，化合生成一氧化碳，一氧化碳在氧气中燃烧，生成二氧化碳，故C正确； D.二氧化碳无毒，不属于空气污染物，故D错误； 故选D。 4．下列实验设计不能达到目的的是（ ） A．证明二氧化碳能溶于水 B．证明二氧化碳密度大于空气 C．证明通入的气体是二氧化碳 D．证明小苏打能与稀盐酸反应放出二氧化碳 【答案】AD 【解析】A、向盛有二氧化碳的矿泉水瓶中倒入水，矿泉水瓶变瘪，不能证明二氧化碳能溶于水，也有可能是二氧化碳能与水反应，该实验设计不能达到目的，符合题意； B、向烧杯中倒入二氧化碳，下层的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，该实验设计能达到目的，不符合题意； C、将气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明通入的气体是二氧化碳，该实验设计能达到目的，不符合题意； D、小苏打是碳酸氢钠的俗称，将盐酸倒入小苏打中，盐酸与碳酸氢钠反应生成的气体能使燃着的蜡烛熄灭，不能证明该气体就是二氧化碳，还有可能是水蒸气或其他不可燃、不助燃的气体，该实验设计不能达到目的，符合题意。 故选：AD。 5．为检验水和碱溶液“捕捉”的效果，设置如图1所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图2所示。下列说法错误的是（ ） A．刚开始压强增大，是因为加入液体后气体被压缩 B．时，曲线甲表示的溶液呈中性 C．根据曲线甲分析可知：当时间约为时，1体积水约吸收1体积的 D．根据图像分析，同体积水和浓溶液，吸收较多的是浓溶液 【答案】B 【解析】A、刚开始压强增大是因为刚加入的溶液，还没和二氧化碳反应，但是压缩了烧瓶中气体的空间，故会有一小段压强增大，故A不符合题意； B、800s时，曲线甲表示的溶液显酸性，是因为水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸显酸性，故B符合题意； C、由曲线甲分析可知，刚开始加入液体的时候压强会稍有增加，在过程中压强逐渐减少，直到反应结束后回落到和原来的压强相同的位置，说明减少的二氧化碳的体积与加入的水的体积基本相同，所以1体积的水约吸收了1体积的二氧化碳，故C不符合题意； D、曲线甲中的气压最终恢复原状，曲线乙中的气压最终接近0，说明同体积水和氢氧化钠溶液，吸收CO2较多的是氢氧化钠溶液，故D不符合题意。 故选B。 6．“碳循环”、“氧循环”和“水循环”是自然界存在的三大重要循环。已知图1反应条件为常温，图2反应是植物的光合作用，下列说法正确的是 A．变化观：“水循环”主要是由于水分子的运动引起的，属于化学变化 B．守恒观：图一中X和图二中Y为同种物质 C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 D．微粒观：绿色植物光合作用会使自然界中的氧原子总数增加 【答案】C 【解析】A、自然界的水循环过程中，只是状态发生改变，属于物理变化，水分子没有发生改变，故选项说法错误； B、图1中，转化1表示水吸收二氧化碳的过程，该反应是由二氧化碳与水反应生成碳酸，所以X是碳酸；图2反应是植物的光合作用，该反应是由二氧化碳与水反应生成淀粉和氧气，所以Y是淀粉，X和Y不是同种物质，故选项说法错误； C、通过碳、氧循环，有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故选项说法正确； D、由质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，绿色植物不能使自然界中的氧原子总数增加，故选项说法错误。 故选C。 7．（2023·江苏无锡）“化学链燃烧”是指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。某“化学链燃烧”的过程如下： 下列叙述错误的是（ ） A．空气反应器中发生的反应为： B．X中氮气的含量比空气中高 C．与直接燃烧相比，“化学链燃烧”有利于二氧化碳的捕集 D．等质量的甲烷直接燃烧比“化学链燃烧”消耗氧气多 【答案】D 【解析】A.由图可知，空气反应器中氧化亚铜与氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为：，故A正确； B.由图可知，在空气反应器中，氧气被消耗，排出气体X中氮气的含量比空气中高，故B正确； C.指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料燃烧，此操作装置的改变有利于分离和回收比较纯净的二氧化碳，故C正确； D.消耗等质量的甲烷，参加反应的氧气质量不会改变，故D错误。 故选：D。 8．（2022·湖北荆门）荆门市家用燃料的使用经历了如下所示的过程：煤和木材→石油液化气（C3H8•C4H10）→天然气（注：括号中的物质是对应燃料的主要成分） （1）煤燃烧产物中能造成酸雨的物质是 （填标号）。 A．CO2 B．SO2 C．CO （2）C3H8和C4H10两种物质中氢元素质量分数较大的是 （填化学式）。 （3）关于天然气的说法正确的是 （填标号）。 A．天然气是纯净物 B．点燃收集的天然气前要验纯 C．天然气是一种可再生能源 （4）写出天然气的主要成分甲烷完全燃烧的化学方程式： 。 （5）燃油车使用时会产生一些对空气造成污染的物质。如：一氧化碳， 等（列举一例）。 （6）我国提出2060年前实现“碳中和”，彰显了负责任大国的作为与担当。你作为公民，从我做起。请你写出一种低碳出行的方式： 。 【答案】（1）B （2）C3H8 （3）B （4） （5）烟尘（合理即可） （6）骑自行车出行（合理即可） 【解析】（1）煤中含有硫元素，煤燃烧时能生成大量的二氧化硫气体，二氧化硫是形成酸雨的重要物质。故选B。 （2）C3H8中，氢元素质量分数=×100%≈18.2%，C4H10中，氢元素质量分数=×100%≈17.2%，故氢元素质量分数较大的是C3H8； （3）A、天然气主要成分是甲烷，属于混合物，故说法不正确； B、天然气与空气混合后点燃会爆炸，在点燃前需要检验纯度，故说法正确； C、天然气是指自然界中天然存在的一切气体，不是可再生能源，故说法不正确。 故选B。 （4）甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为； （5）汽油、柴油等车用燃料都是石油炼制的产品，它们的主要成分是碳氢化合物，充分燃烧产生二氧化碳，不充分燃烧产生一氧化碳和烟尘，一氧化碳和烟尘，会对空气造成污染； （6）绿色低碳的出行方式有：骑共享单车，乘坐公共汽车、乘坐地铁，或者步行、骑自行车等 9．（2023·黑龙江牡丹江）请结合材料回答下列问题： 我国科研团队研发了一种纳米“蓄水”膜反应器（如下图所示），内部封装了特定催化剂，该催化剂能够实现在温和条件下（3MPa，240℃）二氧化碳近100%高效稳定的转化。纳米“蓄水”膜反应器的壳层具有高选择性，反应后，能保证生成的水集中到内部而乙醇溢出。    二氧化碳不仅能制造乙醇，还能制造淀粉、蛋白质、甲醇、尿素、纯碱、灭火剂等，我国化学工作者正在围绕绿色、低碳、环保、高效的主题，继续推进碳捕捉、碳中和，以实现二氧化碳资源的高价值利用。 （1）图中“  ”表示的物质属于 （填“有机化合物”或“无机化合物”）。 （2）壳层的优点是 。 （3）纳米“蓄水”膜反应器内发生反应的化学方程式为 。 （4）该技术的研发有利于缓解 问题（写一条）。 【答案】（1）有机化合物 （2）高选择性 （3） （4）温室效应增强 【解析】（1）有机化合物主要是指由碳元素、氢元素组成，一定是含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸、碳酸盐等；根据图示可知，该物质为C2H5OH，则属于有机化合物； （2）壳层可以让乙醇分子通过，其他分子不得通过，能够分离出乙醇，则优点为：具有高选择性； （3）根据图示可知该反应为CO2与氢气在3MPa，240℃与催化剂的条件下反应生成水和乙醇，则化学反应方程式为：； （4）该技术可以消耗CO2，则能够降低空气中CO2的浓度，从而缓解温室效应增强的问题。 10．（2023·黑龙江大庆）为力争2060年实现碳中和，我国把研发二氧化碳的捕获和再利用技术作为实现该目标的重要途径。    （1）我国科学家利用捕获生成甲醇的微观示意图如图1所示，请写出该反应的化学方程式 。 （2）图2为碳元素的“价类二维图”，工业上利用图中的某种化合物还原赤铁矿(主要成分为)冶炼铁，反应的化学方程式为 。 （3）a→f中能使紫色石蕊试液变红的是 (填化学式)。 （4）若f是某种建筑材料的主要成分，则f的化学式为 。 （5）已知反应：，X为a→f中的 (填字母)。 【答案】（1）CO2+3H2CH4O+H2O （2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （3）H2CO3 （4）CaCO3 （5）a 【解析】（1）由微观反应示意图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，化学方程式为：CO2+3H2CH4O+H2O； （2）由物质的分类以及碳元素的化合价可知，c物质是一氧化碳，一氧化碳是具有还原性的化合物，在高温的条件下，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2； （3）由物质的分类以及碳元素的化合价可知，a是甲烷，b是碳的单质，c是一氧化碳，d是二氧化碳，e是碳酸，f是一种碳酸盐，能使紫色石蕊试液变红的是碳酸，其化学式为H2CO3； （4）f是一种碳酸盐，若f是某种建筑材料的主要成分，则f是碳酸钙，它的化学式为CaCO3； （5）由质量守恒定律可知，化学反应前后，原子的种类与数目不变。由化学方程式CH3COONa+NaOHNa2CO3+X可知，反应前有：2个钠原子、2个碳原子、4个氢原子、3个氧原子，反应后有：2个钠原子、1个碳原子、3个氧原子，则1个X分子中含有1个碳原子、4个氢原子，即X的化学式为CH4，X为a→f中的a。 11．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 【答案】（1） 气态分子间的间隔较大，受压后，分子间的间隔变小 C （2）化合物 6/六 32 3:1 CO2+3H2CH3OH+H2O 1.5 （3）AB 【解析】（1）①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因是分子之间存在间隔，且气态二氧化碳分子间隔很大易被压缩，故填：气态分子间的间隔较大，受压后，分子间的间隔变小； ②A、超临界二氧化碳是介于气态和液态之间的超临界状态，因此超临界二氧化碳与二氧化碳的组成相同，说法错误； B、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，因此超临界二氧化碳不能燃烧，说法错误； C、由题干信息可知，超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变，说法正确； 故选：C。 （2）①从物质分类的角度，甲醇（CH3OH）由碳元素、氢元素和氧元素组成的纯净物，含有两种及以上元素的纯净物，故属于化合物，故填：化合物； ②从微观角度：一个甲醇分子中含有一个碳原子、四个氢原子和一个氧原子，共含有6个原子，故填：6或六； ③从定量计算的角度：甲醇（CH3OH）的相对分子质量为12+1×4+16=32；甲醇中碳、氢元素质量比为12:4=3:1，故填：32；3:1； 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：CO2+3H2CH3OH+H2O；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5.5t×=1.5吨，故填：CO2+3H2CH3OH+H2O；1.5； （3）A、双面使用纸张可减少树木的砍伐，减少二氧化碳的排放，有利于实现碳中和，故A正确； B、植树造林能增加植物对二氧化碳的吸收，有利于实现碳中和，故B正确； C、露天焚烧垃圾会产生大量二氧化碳，不利于碳中和，故C错误； 故选：AB。 12．（2023·湖南长沙）为解决温室效应加剧问题，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。    （1）罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，请你从分子的角度分析并解释 ； （2）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是 ； （3）若将 36g 水完全分解最多能产生氢气的质量是 g； （4）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是_________。 A．光合作用 B．海洋吸收 C．工业利用 【答案】（1）压强增大，气体分子间的间隔减小 （2）一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、炭粒、尘粒、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘（合理即可） （3）4 （4）AB 【解析】（1）罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间的间隔变小。 （2）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等。 （3）水通电分解生成氢气和氧气，反应前后氢元素的质量不变，若将36g水完全分解最多能产生氢气的质量是。 （4）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化，光合作用、海洋吸收均属于自然界转化，工业利用属于人为转化。 13．根据下文，回答问题。 我国坚定落实“双碳”承诺，做全球“碳中和”的践行者、贡献者和引领者。减少碳排放，实现碳中和的对策可以分为碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种主要途径。专家预测：2050年4种途径对全球碳中和的贡献率如图。2023年6月1日，我国首个海上封存示范工程项目正式投用。 海上封存就是将在海上采油过程中伴生的“捕获”并“封存”在海底。首先，将油井开发伴生的捕获、分离、加压至气液混合的超临界状态，通过一口回注井，以初期每小时约9吨的速度回注至距平台3公里、海底地层800多米的咸水层中。进一步促进海洋油气产业绿色低碳转型。 （1）大气中的主要来自化石燃料的燃烧，如煤、石油和 等，化石燃料属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。若排入大气中的越来越多，会导致 加剧。 （2）自然界碳的循环中，植物的光合作用能 （填“吸收”或“释放”）。 （3）由图可知，到2050年，对全球“碳中和”贡献率最大的途径是 。 （4）将加压至超临界状态的过程，从微观角度分析，能被压缩的原因是 。 （5）的捕获是碳封存的首要环节。用NaOH溶液吸收，发生反应的化学方程式为 。 【答案】（1）天然气 不可再生 温室效应（合理表述即可） （2）吸收 （3）碳替代 （4）分子之间存在间隔，受压后，分子之间的间隔变小 （5） 【解析】（1）化石燃料包括煤、石油、天然气，它们短期内均不能再生，均属于不可再生能源； 二氧化碳属于温室气体，若排入大气中的二氧化碳越来越多，会导致温室效应加剧； （2）光合作用为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，故植物的光合作用能吸收二氧化碳； （3）由图可知，到2050年，对全球“碳中和”贡献率最大的途径是：碳替代； （4）从微观角度分析，二氧化碳能被压缩的原因是：分子之间存在间隔，受压后，分子之间的间隔变小； （5）用NaOH溶液吸收二氧化碳的反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：。 14．广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的 CO2越来越多，导致温室效应增强。减少 CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的 4 种主要途径。科学家预测，到 2050 年，4 种途径对全球碳中和的贡献率如图 1。 CO2的吸收是碳封存的首要环节，常选用 NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。其中 CO2与 NaOH 反应生成易溶于水的碳酸钠和水。研究膜吸收法吸收 CO2过程中，研究人员在 20℃，101 kPa 时，通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾 3 种吸收剂对烟气中 CO2的脱除效果，其结果如图 2。 我国提出 2060 年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。 （原文作者邹才能、林忠华等，有删改） 依据文章内容回答下列问题。 （1）自然界碳的循环中，含碳元素的燃料燃烧 （填“吸收”或“释放”）CO2。 （2）由图1可知，到2050年对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 （3）用 NaOH 溶液吸收CO2，发生反应的化学方程式为 。 （4）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 ①由图2可知，随烟气流速增大，CO2脱除效果增强。 ②节约用电，绿色出行，有助于实现碳中和。 （5）对比图 2 中三条曲线，得出的结论是：研究膜吸收法吸收 CO2过程中， ，吸收剂为一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾的研究范围内，氨基乙酸钾对 CO2的脱除效果最好。 【答案】（1）释放 （2）碳替代 （3） （4）错 对 （5）当烟气流速相同时 【解析】（1）三大化石燃料（煤、石油、天然气）燃烧都会生成二氧化碳，所以化石燃料燃烧释放CO2； （2）由图1可知，到2050年，碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种主要途径对全球碳中和的贡献率分别为：47%、21%、15%、17%，其中对全球碳中和贡献率最大的途径是碳替代； （3）用 NaOH 溶液吸收CO2，发生反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：； （4）①由图2可知，相同条件下，随烟气流速增大，CO2脱除效果减弱，故填：错； ②生活中做到节约用电、绿色出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有助于实现碳中和，故填：对； （5）对比图2中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时，氨基乙酸钾的二氧化碳脱除率最高，二乙醇胺的二氧化碳脱除率最低。 15．扎实做好“碳达峰”“碳中和”各项工作，体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。请回答： （1）“碳”减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质X反应制取氢气，化学方程式为：2B+6X2B（OH）3+3H2↑，则X的化学式为 。 （2）“碳捕捉和封存”技术是实现“碳中和”的重要途径。重庆合川实验基地通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存。这里的CO2捕集是一个 （填“物理”或“化学”）过程。 （3）转化法是实现“碳中和”的措施之一，下图为根据初中化学有关知识、结合有关资料，得到的碳的转化关系。 ①若甲为单质，自然界通过光合作用完成转化I，则甲为 。 ②转化Ⅱ反应可以用来检验 。 ③二氧化碳与碳反应，完成转化Ⅲ，反应的化学方程式为 。 ④转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水，是目前研究的热点，该反应的化学方程式为 。 （4）在日常生活中，你如何践行“低碳生活”理念 （写一条即可）。 【答案】（1）H2O （2）物理 （3）氧气/O2 二氧化碳/CO2 （4）出门乘坐公交车 【解析】（1）化学反应前后原子种类数目不变，反应后硼、氧、氢原子数目分别为2、6、12，反应前硼、氧、氢原子数目分别为2、0、0，所以X的化学式为H2O。 故填：H2O。 （2）通过如图技术将CO2压入地下实现CO2的封存，这里的CO2捕集没有新物质生成，是一个物理过程。故填：物理。 （3）①自然界通过光合作用完成转化I，光合作用是将二氧化碳和水转化为氧气和有机物（C6H12O6）若甲为单质，则甲为氧气。故填：氧气。 ②转化Ⅱ中氢氧化钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，可以用来检验CO2。故填：二氧化碳。 ③二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，完成转化Ⅲ，化学方程式为：。故填：。 ④转化Ⅳ是将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水，化学方程式为：。 故填：。 （4）首先是践行绿色生活理念。节约粮食，践行光盘行动；绿色出行，尽量乘坐公共交或者骑自行车或步行；自觉购买节能产品，降低能耗。其次是践行绿色办公理念。尽量采用无纸化办公方式，电器设备长时间不用要及时切断电源。故填：出门乘坐公交车。 16．2023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 【答案】（1） （2）碳酸钙高温煅烧，耗能较多，此转化最终没有减少二氧化碳气体的排放 （3）植树造林 （4） 分解 吸热 较高 （5）低 （6）abc 【解析】（1）在喷雾反应器中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：； （2）流程中CaO与水反应后生成Ca(OH)2可循环利用，但从节能的角度看，碳酸钙高温煅烧，耗能较多，此转化最终没有减少二氧化碳气体的排放； （3）光合作用消耗二氧化碳产生氧气，自然界中吸收二氧化碳的途径是植树造林； （4）转化1中反应①是由一种物质反应生成两种物质，符合“一变多”特征，属于分解反应； 反应②碳和二氧化碳反应生成一氧化碳需要在高温条件下进行，因此过程中吸收热量； 由反应中各物质的量随温度变化的曲线所示，反应进行所需要的温度均需要在较高的情况下进行； （5）利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气，一氧化碳先液化，说明氢气的沸点比CO的沸点低； （6）a、CO2和H2在催化剂和加热条件下转化为甲醇（CH3OH)，由题图可知，CH3OH和H2O在一定条件下可反应生成CO2和H2，故正确； b、由题图可知，途径2解决了氢气低成本制取和有效储存的难题，故正确； c、氢气是最清洁的燃料，从短文中可以看出，能源的开发与利用向"减碳趋氢"的方向发展，故正确，故选：abc。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$