7.3 碳达峰与碳中和-【帮课堂】2024-2025学年八年级化学全一册同步学与练（鲁教版五四学制2024）

第七单元 燃烧及其控制 第三节 碳达峰与碳中和 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.了解碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分，人类活动大量开发与利用化石燃料，对生态环境的影响。 2.了解碳达峰与碳中和，以及实现“双碳”目标的思路和方法。 重难点：实现“双碳”目标的思路和方法。 一、了解自然界中的碳循环 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 （1）产生二氧化碳：生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等。 （2）消耗二氧化碳：绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，一部分最终转化为碳酸盐。 （3）二氧化碳的循环对自然界和人类社会的重要意义。 ①二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物和释放氧气。 ②二氧化碳对人类社会也有重要意义。首先，二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物，这将严重影响人类的粮食生产。其次，二氧化碳可以通过化学反应生产出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工产品，对工业生产具有重要意义。 （4）造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因：大量燃烧化石燃料‌。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的化石燃料大量增加，这是导致大气中二氧化碳含量增加的主要原因。‌ 二、实现“双碳目标”的路径 1．碳循环的严重失衡 当大量排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时，就造成了碳循环的严重失衡，导致大气温室效应加剧，引发全球气候变化。 2．碳达峰与碳中和 碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰；达峰之后，人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。 3．中国“双碳”目标 2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。 4．实现“双碳”目标的思路 一方面要从源头上减少化石燃料的利用，控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放，比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。 1．我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标。“碳达峰”和“碳中和”中的“碳”是指 A．碳元素 B．碳单质 C．二氧化碳 D．一氧化碳 2．党的二十大报告中提出“积极稳妥推进碳达峰、碳中和”已成为当下热议的话题。二氧化碳的捕集与封存、转化与利用是实现碳中和目标的措施。 （1）化石燃料是指煤、石油、 ，其燃烧时会产生二氧化碳，大气中过多的二氧化碳会导致 效应。 （2）相同质量的下列燃料在足量的氧气中燃烧，产生二氧化碳最少的是 。 a. CH4               b. CO            c. C （3）二氧化碳有广泛的用途，请列举其中一种： 。 （4）我国科学家研发出一种新型催化剂，首次实现了以二氧化碳和水作为原料，制备得到纯甲酸（HCOOH）液体燃料和氧气，该反应的化学方程式为 。 ►问题一 自然界中的碳循环 【典例1】保护空气，节能减排。 （1）如图为自然界中的碳循环（部分）。产生 CO2 的途径有 （答 1 条）。 （2）过度排放 CO2 会导致的环境问题有 （答 1条）。 （3）绿色出行，助力低碳生活。下列出行方式不符合该理念的是______（填序号）。 A．步行 B．骑自行车 C．开私家车 D．乘坐公共交通工具 （4）科学家已经实现将二氧化碳转化为甲烷。 已知：相同反应物在不同条件下，可以生成不同的物质。 下列物质在一定条件下与 CO2 反应，不可能产生甲烷的是______。 A．水 B．氢气 C．碳 D．氮气 【变式1-1】“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 ►问题二 实验“双碳”目标的思路和方法 【典例2】“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”是我国“十四五”规划和2035年远景目标之一，下列做法与此理念不相符的是 A．提倡低碳出行 B．增加使用太阳能和核能等新能源 C．积极参与植树造林 D．深埋废旧电池 【典例3】阅读下列材料，并回答问题： “液态阳光”是指将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料。中国科学家通过单核锰催化剂，将水和二氧化碳转化成甲烷，最终转化为甲醇（CH3OH），为实现“液态阳光”迈出了关键一步，其流程如下图所示。用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，排放的PM2.5将减少80%以上，氮氧化物减少90%以上，可助力中国完成碳中和目标。 （1）用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，可以减少 （写一种）的排放，从而减少对空气的污染，助力中国完成碳中和目标。 （2）“液态阳光”，就是人工模拟光合作用，辅之以催化剂，将太阳能变成液体燃料甲醇，这个过程是将太阳能转化为 能。 （3）光伏发电产生的电能用于电解水，写出对应的化学方程式 。 （4）“液态阳光”的制备过程中，能够循环使用的物质是 （填化学式）。 （5）下列有关“液态阳光”的说法正确的是 。 A．CO2和H2O转化为“液态阳光”过程中同时吸收能量 B．“液态阳光”技术的发展有助于实现能源的可持续利用 C．单核锰催化剂在加快水和二氧化碳转化成甲烷的过程中质量增加 D．“液态阳光”技术可应对化石燃料枯竭的能源需求和气候变化 【变式2-1】“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术。 我国能源消耗的70%来自于煤炭，每秒有100吨煤在燃烧，年消耗量超过30亿吨。如果任由煤炭资源在诸多领域利用，将对大气、河流、土地产生污染，温室效应增强。为实现节能减排、绿色环保，我国政府举全国之力，积极倡导并大力发展新的绿色经济。比如：电厂中的煤在极高的温度下充分燃烧，会产生大量CO2，每年的排放量大约1600万吨。运用“碳捕捉与封存”技术，这些CO2将不会进入大气。被封存的CO2有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物等，以此来消除资源的巨大浪费。 （1）“碳捕捉与封存”技术有利于控制 的加剧。 （2）煤在极高的温度下充分燃烧，主要发生反应的化学方程式为 。 （3）将分离聚集的CO2压入地下的过程中，分子间隔会 。 （4）将CO2封入蓄水层中发生反应化学方程式为 。 （5）被封存起来的CO2的用途还有 。（除文中所举，再写一种） 1．如图表示二氧化碳的几种用途，其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是 A．人工降雨 B．植物的光合作用 C．尿素化肥 D．灭火器灭火 2．“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源，从而降低二氧化碳排放的一种生活方式。下列不符合“低碳生活”这一主题的做法是 A．节约用纸，双面打印 B．节约用电，随手关灯 C．用布袋代替一次性塑料袋购物 D．开私家车出行代替“拼车” 3．如果要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，应采用方法是 A．将混合气体通过澄清石灰水 B．将混合气体点燃 C．将混合气体从一个容器倾倒到另一个容器中 D．将混合气体通过灼热的氧化铜 4．“节能减排”是我们每个公民应尽的责任和义务，为保护人类的家园“地球”，我们应作出一份努力。 （1）自然界中二氧化碳的循环如图所示，下列过程放在X处不合理的是______（填字母）。 A．人和动植物的呼吸作用 B．绿色植物的光合作用 C．化石燃料的燃烧 D．死亡动植物的腐烂 （2）过多排放导致的环境问题是 。 （3）为减少的排放，可以将进行转化。我国科学家已成功合成新型催化剂，将高效转化为甲醇（），该反应的微观过程如图所示： ①该反应的化学式表达式为 。 ②该反应 （填“属于”或“不属于”）分解反应。 5．中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。推广氢能等新能源是减少碳排放的重要方式之一。由于自然界不存在可直接开采的氢气资源，所以氢气必须从化石资源、水和生物质等含氢化合物中获取。这些制氢过程均需要输入较高的能量，目前主要由不可再生的化石能源提供，也可由可持续的新能源提供。 化石资源、生物质和水是主要的制氢原料，目前常见的生产氢气的方法如图所示。在各类化石资源中，高H/C原子个数比的甲烷是理想的制氢原料。 研究高效率保存与释放氢气是目前工业上急需突破的技术问题。有文献报道，纳米镁理论储氢量为（质量分数），形成氢化镁。氢化镁在适当条件下可释放出氢气。 根据材料，回答下列问题： （1）氢气燃烧的化学方程式是 ，从环保的角度看，氢气是最理想的燃料，原因是 。 （2）化石燃料包括煤、石油和 。甲烷是理想的制氢原料的原因是 。 （3）结合材料和所学知识，有关氢能源的叙述正确的是_______。 A．自然界存在可直接开采的氢气资源 B．电解水可以制氢 C．氢能源难储存和运输 D．能耗高是目前制氢方法的一大缺点 （4）实现“碳达峰”和“碳中和”，人人责无旁贷。请写出一条中学生践行“低碳生活”的做法 。 6．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： 。 7．下列有关碳达峰、碳中和的说法中，不正确的是 A．2030年我国实现碳达峰目标后，二氧化碳排放量会平稳下降 B．践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C．二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D．植树造林有助于减少二氧化碳排放 8．为实现“碳达峰”“碳中和”目标，科研人员利用太阳能发电进行电解水制氢，将制得的氢气与捕获的二氧化碳反应合成甲醇，甲醇与水重整制氢可以实现氢气的即产即用，再结合氢燃料电池发电，将实现氢能汽车的二氧化碳零排放，其工艺流程如下图，（已知：汽油中含碳量约为84%，1kg氢气对汽车提供的能量效果等同于燃烧11.5kg的汽油）下列说法正确的是 A．以上生产甲醇的过程不利于节约燃料资源 B．甲醇制氢反应前后的元素种类发生了改变 C．通过元素分析仪测得甲醇中，，则甲醇的化学式为CH2O D．若汽油中的碳元素能充分燃烧生成二氧化碳，则使用100吨氢气代替汽油可以减排二氧化碳3542吨 9．这是实验室制取二氧化碳的探究过程，请回答下列问题。 （1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下： 组别 药品 实验现象 ① 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 ② 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 ③ 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快 从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为 ；不选择第③组药品的原因是 。 （2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。选择用向上排空气法收集，验满方法是 。 （3）制取气体。他按照以下六个步骤制取气体：①检验装置气密性：②按要求装配好仪器：③向长颈漏斗中注入稀盐酸：④收集气体：⑤向广口瓶中放入几小块石灰石，正确的操作顺序是 。（用序号排序） （4）气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由。 。 10．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、 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第七单元 燃烧及其控制 第三节 碳达峰与碳中和 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.了解碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分，人类活动大量开发与利用化石燃料，对生态环境的影响。 2.了解碳达峰与碳中和，以及实现“双碳”目标的思路和方法。 重难点：实现“双碳”目标的思路和方法。 一、了解自然界中的碳循环 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 （1）产生二氧化碳：生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等。 （2）消耗二氧化碳：绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，一部分最终转化为碳酸盐。 （3）二氧化碳的循环对自然界和人类社会的重要意义。 ①二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物和释放氧气。 ②二氧化碳对人类社会也有重要意义。首先，二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物，这将严重影响人类的粮食生产。其次，二氧化碳可以通过化学反应生产出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工产品，对工业生产具有重要意义。 （4）造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因：大量燃烧化石燃料‌。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的化石燃料大量增加，这是导致大气中二氧化碳含量增加的主要原因。‌ 二、实现“双碳目标”的路径 1．碳循环的严重失衡 当大量排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时，就造成了碳循环的严重失衡，导致大气温室效应加剧，引发全球气候变化。 2．碳达峰与碳中和 碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰；达峰之后，人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。 3．中国“双碳”目标 2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。 4．实现“双碳”目标的思路 一方面要从源头上减少化石燃料的利用，控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放，比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。 1．我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标。“碳达峰”和“碳中和”中的“碳”是指 A．碳元素 B．碳单质 C．二氧化碳 D．一氧化碳 【答案】C 【解析】碳达峰：在某个节点内二氧化碳的排放量达到顶峰，并呈现出下降的一个趋势。碳中和：通过节能减排、产业调节、植树造林、优化资源配置等治理二氧化碳的手段，使得二氧化碳排放量减少甚至是回收利用，以此达到二氧化碳“零排放”的目的。双碳，即碳达峰与碳中和的简称。则“碳达峰”“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳。 故选：C。 2．党的二十大报告中提出“积极稳妥推进碳达峰、碳中和”已成为当下热议的话题。二氧化碳的捕集与封存、转化与利用是实现碳中和目标的措施。 （1）化石燃料是指煤、石油、 ，其燃烧时会产生二氧化碳，大气中过多的二氧化碳会导致 效应。 （2）相同质量的下列燃料在足量的氧气中燃烧，产生二氧化碳最少的是 。 a. CH4               b. CO            c. C （3）二氧化碳有广泛的用途，请列举其中一种： 。 （4）我国科学家研发出一种新型催化剂，首次实现了以二氧化碳和水作为原料，制备得到纯甲酸（HCOOH）液体燃料和氧气，该反应的化学方程式为 。 【答案】（1）天然气 温室 （2）b （3）灭火（合理即可） （4） 【解析】（1）化石燃料是指煤、石油、天然气，其燃烧时会产生二氧化碳，大气中过多的二氧化碳会导致温室效应； （2）相同质量的CH4、 CO、C在足量的氧气中燃烧，产生二氧化碳的质量为：；；；则CO产生二氧化碳的质量最少，故选b； （3）二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，则二氧化碳可以用于灭火（合理即可）； （4）二氧化碳和水反应产生甲酸（HCOOH）和氧气，该反应的化学方程式为。 ►问题一 自然界中的碳循环 【典例1】保护空气，节能减排。 （1）如图为自然界中的碳循环（部分）。产生 CO2 的途径有 （答 1 条）。 （2）过度排放 CO2 会导致的环境问题有 （答 1条）。 （3）绿色出行，助力低碳生活。下列出行方式不符合该理念的是______（填序号）。 A．步行 B．骑自行车 C．开私家车 D．乘坐公共交通工具 （4）科学家已经实现将二氧化碳转化为甲烷。 已知：相同反应物在不同条件下，可以生成不同的物质。 下列物质在一定条件下与 CO2 反应，不可能产生甲烷的是______。 A．水 B．氢气 C．碳 D．氮气 【答案】（1）化石燃料燃烧 （2）全球气候变暖 （3）C （4）CD 【解析】（1）产生CO2的途径有动植物呼吸、化石燃料的燃烧等； （2）过度排放CO2会导致的环境问题有温室效应，导致全球气候变暖，两极冰川融化等，故答案为：全球气候变暖； （3）A.步行可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意； B.骑自行车可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意； C.开私家车会增大化石燃料的使用，增加二氧化碳的排放，不符合题意； D.乘坐公共交通工具可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意； 故选C； （4）甲烷是由碳、氢组成的，因此制取甲烷的原料中必须含有碳、氢两种元素，二氧化碳中含有碳、氧元素，则另一种物质中必须含有氢元素，而碳中只含碳元素，氮气只有氮元素，不合题意；故答案为： CD 。 【变式1-1】“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。 ►问题二 实验“双碳”目标的思路和方法 【典例2】“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”是我国“十四五”规划和2035年远景目标之一，下列做法与此理念不相符的是 A．提倡低碳出行 B．增加使用太阳能和核能等新能源 C．积极参与植树造林 D．深埋废旧电池 【答案】D 【解析】A、 提倡低碳出行，可以减少温室气体的排放，符合环保理念，不符合题意； B、增加使用太阳能和核能等新能源，可以减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体的排放，符合环保理念，不符合题意； C、积极参与植树造林，可以增加植被面积，吸收大气中的二氧化碳，减缓气候变化，符合环保理念，不符合题意； D、深埋废旧电池，会造成土壤和地下水的污染，不符合环保理念，符合题意。 故选D。 【典例3】阅读下列材料，并回答问题： “液态阳光”是指将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料。中国科学家通过单核锰催化剂，将水和二氧化碳转化成甲烷，最终转化为甲醇（CH3OH），为实现“液态阳光”迈出了关键一步，其流程如下图所示。用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，排放的PM2.5将减少80%以上，氮氧化物减少90%以上，可助力中国完成碳中和目标。 （1）用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，可以减少 （写一种）的排放，从而减少对空气的污染，助力中国完成碳中和目标。 （2）“液态阳光”，就是人工模拟光合作用，辅之以催化剂，将太阳能变成液体燃料甲醇，这个过程是将太阳能转化为 能。 （3）光伏发电产生的电能用于电解水，写出对应的化学方程式 。 （4）“液态阳光”的制备过程中，能够循环使用的物质是 （填化学式）。 （5）下列有关“液态阳光”的说法正确的是 。 A．CO2和H2O转化为“液态阳光”过程中同时吸收能量 B．“液态阳光”技术的发展有助于实现能源的可持续利用 C．单核锰催化剂在加快水和二氧化碳转化成甲烷的过程中质量增加 D．“液态阳光”技术可应对化石燃料枯竭的能源需求和气候变化 【答案】（1）PM2.5/氮氧化物/二氧化碳 （2）化学 （3） （4）H2O （5）ABD 【解析】（1）根据题目信息，用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，排放的PM2.5将减少80%以上，氮氧化物减少90%以上，可助力中国完成碳中和目标，可知用甲醇燃料代替煤炭作为燃料，可以减少PM2.5、氮氧化物、CO2的排放，故填：PM2.5或氮氧化物或二氧化碳。 （2）将太阳能变成液体燃料甲醇，这个过程是将太阳能转化为燃料中蕴含的化学能。 （3）水在通电条件下分解生成氢气、氧气，化学方程式为：。 （4）根据图像，“液态阳光”的制备过程中，H2O既是反应物又是生成物，所以能够循环使用的物质是H2O。 （5）A、CO2和H2O转化为“液态阳光”需要阳光，该过程吸收能量，A选项正确； B、“液态阳光”技术将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料，其发展有助于实现能源可持续利用，B选项正确； C、单核锰作为催化剂，在化学反应前后其质量、化学性质都不发生改变，C选项错误； D、“液态阳光”技术将清洁的太阳能转化为可储存、可运输的燃料，同时消耗二氧化碳，可应对化石燃料枯竭的能源需求和气候变化，D选项正确。 故选：ABD。 【变式2-1】“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术。 我国能源消耗的70%来自于煤炭，每秒有100吨煤在燃烧，年消耗量超过30亿吨。如果任由煤炭资源在诸多领域利用，将对大气、河流、土地产生污染，温室效应增强。为实现节能减排、绿色环保，我国政府举全国之力，积极倡导并大力发展新的绿色经济。比如：电厂中的煤在极高的温度下充分燃烧，会产生大量CO2，每年的排放量大约1600万吨。运用“碳捕捉与封存”技术，这些CO2将不会进入大气。被封存的CO2有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物等，以此来消除资源的巨大浪费。 （1）“碳捕捉与封存”技术有利于控制 的加剧。 （2）煤在极高的温度下充分燃烧，主要发生反应的化学方程式为 。 （3）将分离聚集的CO2压入地下的过程中，分子间隔会 。 （4）将CO2封入蓄水层中发生反应化学方程式为 。 （5）被封存起来的CO2的用途还有 。（除文中所举，再写一种） 【答案】（1）温室效应 （2）C+O2CO2 （3）变小 （4）CO2+H2O=H2CO3 （5）灭火，做碳酸饮料等（合理即可） 【解析】（1）“碳捕捉与封存”中的碳指的是二氧化碳，二氧化碳会引起温室效应，则“碳捕捉与封存”技术有利于控制温室效应的加剧。 （2）煤中的主要成分为碳，碳充分燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为。 （3）加压时，分子间的间隔会变小。 （4）二氧化碳和水反应生成碳酸，反应的化学方程式为。 （5）二氧化碳不可燃也不助燃，可用于灭火，且二氧化碳和水反应生成碳酸，可做碳酸饮料等。 1．如图表示二氧化碳的几种用途，其中既利用了它的物理性质又利用了它的化学性质的是 A．人工降雨 B．植物的光合作用 C．尿素化肥 D．灭火器灭火 【答案】D 【解析】A、人工降雨利用干冰升华吸热的物理性质，不符合题意； B、植物的光合作用利用二氧化碳与水在光照、叶绿体作用下生成有机物和氧气的化学性质，不符合题意； C、二氧化碳与氨气可以合成尿素，利用了二氧化碳的化学性质，不符合题意； D、二氧化碳灭火既利用了二氧化碳密度比空气大的物理性质，又利用了二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的化学性质，符合题意。 故选：D。 2．“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源，从而降低二氧化碳排放的一种生活方式。下列不符合“低碳生活”这一主题的做法是 A．节约用纸，双面打印 B．节约用电，随手关灯 C．用布袋代替一次性塑料袋购物 D．开私家车出行代替“拼车” 【答案】D 【解析】A、节约用纸，双面打印，符合“低碳生活”这一主题，故A错误； B、节约用电，随手关灯，符合“低碳生活”这一主题，故B错误； C、用布袋代替一次性塑料袋购物，符合“低碳生活”这一主题，故C错误； D、开私家车出行代替“拼车”，不符合“低碳生活”这一主题，故D正确。 故选：D。 3．如果要除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳，应采用方法是 A．将混合气体通过澄清石灰水 B．将混合气体点燃 C．将混合气体从一个容器倾倒到另一个容器中 D．将混合气体通过灼热的氧化铜 【答案】D 【解析】A、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，混合气通过澄清石灰水后，会将二氧化碳吸收，不符合题意； B、虽然一氧化碳能燃烧，但由于二氧化碳气体中混有少量一氧化碳，二氧化碳不支持燃烧，所以无法点燃一氧化碳，不符合题意； C、倾倒后会导致部分混合气体逸出，还会混入空气，不符合题意； D、混合气通过灼热的氧化铜后，一氧化碳具有还原性，会转化成二氧化碳，最后就只剩下二氧化碳，符合题意； 故选D。 4．“节能减排”是我们每个公民应尽的责任和义务，为保护人类的家园“地球”，我们应作出一份努力。 （1）自然界中二氧化碳的循环如图所示，下列过程放在X处不合理的是______（填字母）。 A．人和动植物的呼吸作用 B．绿色植物的光合作用 C．化石燃料的燃烧 D．死亡动植物的腐烂 （2）过多排放导致的环境问题是 。 （3）为减少的排放，可以将进行转化。我国科学家已成功合成新型催化剂，将高效转化为甲醇（），该反应的微观过程如图所示： ①该反应的化学式表达式为 。 ②该反应 （填“属于”或“不属于”）分解反应。 【答案】（1）B （2）温室效应 （3） 不属于 【解析】（1）由图可知X处应该是消耗氧气生成二氧化碳； A.人和动植物的呼吸作用能够消耗氧气生成二氧化碳，此选项正确； B.绿色植物的光合作用能够消耗二氧化碳释放氧气，此选项错误； C.化石燃料的燃烧能够消耗氧气生成二氧化碳，此选项正确； D.死亡动植物的腐烂能够消耗氧气生成二氧化碳，此选项正确； 故选B。 （2）过多排放导致的环境问题是温室效应。 （3）①由图可知，该反应是二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水，反应的化学式表达式为。 ②分解反应:是一种物质生成两种或两种以上物质的反应，特点是“一变多”；而该反应中反应物是两种，生成物是两种，不符合“一变多”的特点，不属于分解反应。 5．中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。推广氢能等新能源是减少碳排放的重要方式之一。由于自然界不存在可直接开采的氢气资源，所以氢气必须从化石资源、水和生物质等含氢化合物中获取。这些制氢过程均需要输入较高的能量，目前主要由不可再生的化石能源提供，也可由可持续的新能源提供。 化石资源、生物质和水是主要的制氢原料，目前常见的生产氢气的方法如图所示。在各类化石资源中，高H/C原子个数比的甲烷是理想的制氢原料。 研究高效率保存与释放氢气是目前工业上急需突破的技术问题。有文献报道，纳米镁理论储氢量为（质量分数），形成氢化镁。氢化镁在适当条件下可释放出氢气。 根据材料，回答下列问题： （1）氢气燃烧的化学方程式是 ，从环保的角度看，氢气是最理想的燃料，原因是 。 （2）化石燃料包括煤、石油和 。甲烷是理想的制氢原料的原因是 。 （3）结合材料和所学知识，有关氢能源的叙述正确的是_______。 A．自然界存在可直接开采的氢气资源 B．电解水可以制氢 C．氢能源难储存和运输 D．能耗高是目前制氢方法的一大缺点 （4）实现“碳达峰”和“碳中和”，人人责无旁贷。请写出一条中学生践行“低碳生活”的做法 。 【答案】（1） 氢气燃烧的产物是水，对环境无污染 （2）天然气 在各类化石资源中，甲烷中H/C原子个数比高 （3）BCD （4）不用一次性筷子（少座私家车，多乘坐公共交通工具等，合理即可） 【解析】（1）氢气在氧气中燃烧生成水，化学方程式为； 从环保的角度看，氢气是最理想的燃料，是因为氢气燃烧的产物是水，对环境无污染； （2）化石燃料包括煤、石油和天然气； 由题干信息可知，甲烷是理想的制氢原料的原因是在各类化石资源中，甲烷中H/C原子个数比高； （3）A、由题干信息可知，自然界不存在可直接开采的氢气资源，说法错误，不符合题意； B、电解水可以制氢，说法正确，符合题意； C、氢能源难储存和运输，说法正确，符合题意； D、由题干信息可知，氢气必须从化石资源、水和生物质等含氢化合物中获取，这些制氢过程均需要输入较高的能量，因此能耗高是目前制氢方法的一大缺点，说法正确，符合题意。 故选：BCD； （4）中学生践行“低碳生活”的做法：不用一次性筷子；少座私家车，多乘坐公共交通工具等。 6．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：。 7．下列有关碳达峰、碳中和的说法中，不正确的是 A．2030年我国实现碳达峰目标后，二氧化碳排放量会平稳下降 B．践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C．二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D．植树造林有助于减少二氧化碳排放 【答案】D 【解析】A、“碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长，2030年我国实现碳达峰目标后，二氧化碳排放量会平稳下降，故A说法正确； B、践行低碳行动，有助于减少二氧化碳的排放，有助于实现碳达峰目标，故B说法正确； C、 碳中和指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段，故C说法正确； D、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，植树造林有助于吸收二氧化碳，故D说法错误； 故选：D。 8．为实现“碳达峰”“碳中和”目标，科研人员利用太阳能发电进行电解水制氢，将制得的氢气与捕获的二氧化碳反应合成甲醇，甲醇与水重整制氢可以实现氢气的即产即用，再结合氢燃料电池发电，将实现氢能汽车的二氧化碳零排放，其工艺流程如下图，（已知：汽油中含碳量约为84%，1kg氢气对汽车提供的能量效果等同于燃烧11.5kg的汽油）下列说法正确的是 A．以上生产甲醇的过程不利于节约燃料资源 B．甲醇制氢反应前后的元素种类发生了改变 C．通过元素分析仪测得甲醇中，，则甲醇的化学式为CH2O D．若汽油中的碳元素能充分燃烧生成二氧化碳，则使用100吨氢气代替汽油可以减排二氧化碳3542吨 【答案】D 【解析】A、过程利用的是太阳能，生产甲醇的过程有利于节约燃料资源，故A不正确； B、由质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，甲醇制氢反应前后的元素种类不发生改变，故B不正确； C、通过元素分析仪测得甲醇中，，，设一个甲醇分子中碳、氢、氧原子的个数比为x:y:z，甲醇的相对分子质量为a，，，，，则甲醇的化学式为CH4O，故C不正确； D、1kg氢气对汽车提供的能量效果等同于燃烧11.5kg的汽油，若汽油中的碳元素能充分燃烧生成二氧化碳，100吨氢气相当于燃烧汽油，含碳量为，则使用100吨氢气代替汽油可以减排二氧化碳的质量为，故D正确。故选D。 9．这是实验室制取二氧化碳的探究过程，请回答下列问题。 （1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下： 组别 药品 实验现象 ① 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 ② 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 ③ 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快 从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为 ；不选择第③组药品的原因是 。 （2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。选择用向上排空气法收集，验满方法是 。 （3）制取气体。他按照以下六个步骤制取气体：①检验装置气密性：②按要求装配好仪器：③向长颈漏斗中注入稀盐酸：④收集气体：⑤向广口瓶中放入几小块石灰石，正确的操作顺序是 。（用序号排序） （4）气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由。 。 【答案】（1） 反应速率太快，不便于收集 （2）固体和液体在常温下发生反应（意思对即可） 将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭证明集满（操作、现象、结论缺一不可） （3）②①⑤③④ （4）不正确，通入石蕊溶液后溶液变红也可能是其它气体，不能证明一定是二氧化碳（答案不唯一） 【解析】（1）从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，因为块状石灰石和稀盐酸反应时，产生气泡速率适中，便于二氧化碳的收集，该组药品发生反应的化学方程式为： ；不选择第③组药品的原因是反应速率太快，不利于收集二氧化碳。 （2）用过氧化氢制取氧气时，过氧化氢溶液是液体，催化剂二氧化锰是固体，反应不需要加热，而用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时，反应物状态和反应条件与用过氧化氢制取氧气相同，故填：固体和液体反应，不需要加热（或反应物状态和反应条件与用过氧化氢制取氧气相同）；把燃烧的木条放在集气瓶口，如果燃烧的木条熄灭，说明已经收集满。 （3）制取二氧化碳的操作步骤是：连（连接仪器、组装实验装置）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品）→定（用铁架台固定仪器装置）→收集（用向上排空气法，导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片），故正确的操作顺序是：②①⑤③④。 （4）能使石蕊溶液变红的气体或与水反应生成酸性物质的气体很多，不只是二氧化碳这一种，所以说法错误；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以通常用澄清的石灰水来检验二氧化碳气体；故填：不正确，其他气体也可能使石蕊溶液变红（或应该用澄清的石灰水检验二氧化碳）。 10．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 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$