2026年中考化学一轮复习教学素材：二氧化碳海底封存技术

【教学素材】

二氧化碳海底封存技术

湖北省石首市文峰初级中学  刘涛（正高级教师）

【知识链接】二氧化碳海底封存技术通过一系列的人工措施，将二氧化碳碳捕获后输送到海底深处，海底地层或深海环境中，利用地质结构或海水条件将其长期固定，与海底岩石和海水混合，形成稳定的碳酸盐岩。二氧化碳就能被永久地“封存”在海底，不再对大气产生负面影响。

一、二氧化碳海底封存技术的类型：

海洋碳封存是通过海洋水柱与海底沉积物实现二氧化碳长期封存的技术，我国海底地质碳封存潜力达2.58万亿吨，可封存我国数百年的二氧化碳排放量。

（1）海底地质封存：这是目前最主流的方式。把二氧化碳压缩成超临界状态，通过管道注入海底深处的咸水层、枯竭油气藏或玄武岩层中。

（2）海洋水体封存：直接将二氧化碳注入3000米以深的深海，利用高压低温环境形成“碳湖”水合物层或溶解在海水中，但这种方式存在缓慢释放风险，不如地质封存稳定。

（3）矿化封存：注入低温高压的海底沉积层，利用海底玄武岩富含的金属离子与二氧化碳反应，生成固态碳酸盐矿物，把二氧化碳“冻”在海底地层内。

二、二氧化碳海底封存技术的优点

（1）高效性：二氧化碳海底“封存术”能够快速降低大气中的二氧化碳浓度，有效地缓解全球气候变暖的问题。

（2）可持续性：由于海底封存具有长期甚至永久性，因此这项技术可以在未来几十年甚至上百年内持续发挥效果，为地球的可持续发展提供保障。

（3）可扩展性：海底资源丰富，尤其是碳酸盐岩的储量巨大。因此，这项技术具有广阔的应用前景，可以为全球环境保护做出重要贡献。

三、二氧化碳海底封存技术的应用场景

（1）工业排放：钢铁、电力、化工等高碳排放行业可以通过二氧化碳海底“封存术”，将排放的二氧化碳进行永久封存。

（2）碳捕获和储存：通过捕获大气中的二氧化碳，并将其输送到海底深处进行封存，可以实现碳捕获和储存的目的。

（3）能源生产：太阳能、风能等可再生能源生产过程中会产生大量二氧化碳，通过二氧化碳海底“封存术”可以有效地处理这些二氧化碳。

四、二氧化碳海底封存技术的风险与挑战

（1）技术难度：将二氧化碳输送到海底深处需要高超的技术和精密的设备。目前，这项技术还处于试验阶段，尚未大规模应用。

（2）环境风险：将大量二氧化碳注入海底，可能对海洋生态系统会产生负面影响，如改变海洋酸碱度、影响海洋生物的生长和繁殖等。

（3）经济成本：二氧化碳海底封存技术需要大量的资金投入，包括设备研发、运输、储存等。因此，其经济性还有待进一步评估。

筒内CO2体积随时间变化曲线如图乙。分析该图可得出的结论是            。

6．我国首个海上二氧化碳封存工程在南海正式投用，填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白，对我国实现“双碳”目标具有重要意义。

（1）“双碳”目标指的是“碳中和”和“碳达峰”，这里的“碳”指的是      。

（2）CO2在封存之前要先“捕捉”，某同学设计了“捕捉”二氧化碳的流程（如图1）。

①图1中固体和液体分离的操作方法是       ，反应1的基本类型为      反应。

②请用化学方程式表示“捕捉”CO2的原理                。

③反应器中溶液采用喷雾形式的目的是                      。

（3）被封存的CO2可用于        等（1种即可），也可以转化成甲醇。转化过程是在纳米纤维的催化作用下二氧化碳和氢气反应生成甲醇（如图2，图中的微粒恰好完全反应）。写出该反应的化学方程式      。

参考答案

1～2．A、B；

3．（1）CO2；碳封存；（2）CD；（3）2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2；

4．（1）二氧化碳；C；（2）CO2＋H2O＝H2CO3；（3）3H2＋CO2 CH3OH＋H2O；

5．（1）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑；复分解反应；（2）①短时间内，CO2在水中溶解量不大（合理即可）；②水；（3）改变海水的pH，危害海洋生物健康；（4）植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解。

6．（1）二氧化碳（或CO2）；（2）①过滤；分解；②Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O；增大与二氧化碳的接触面积，提高二氧化碳的吸收率；（3）灭火、气体肥料等；3H2＋CO2 CH3OH＋H2O；

＝H2CO3；（3）3H2＋CO2 CH3OH＋H2O；