登录
1.我国提出在2060年前实现碳中和，充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组同学开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。
[模块一]调查碳循环
(1)观察图1，自然界中消耗$\ce{CO_2}$的途径有
[模块二]探究碳“捕捉”
根据$\ce{CO_2}$的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”$\ce{CO_2}$。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接压力传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(2)图2中甲、乙、丙的注射器内装有水、浓氢氧化钠溶液、饱和石灰水中的其中一种试剂，C中x的数值为
[模块三]计算碳“转化”
(3)基于元素守恒，小组同学推测可以将二氧化碳转化为更具价值的物质，实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为$2\ce{CO_2} + 6R \xlongequal{一定条件} \ce{C_2H_5OH} + 3\ce{H_2O}$，其中R的化学式为
[模块一]调查碳循环
(1)观察图1，自然界中消耗$\ce{CO_2}$的途径有
光合作用(合理即可)
（写一条）。[模块二]探究碳“捕捉”
根据$\ce{CO_2}$的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”$\ce{CO_2}$。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接压力传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
(2)图2中甲、乙、丙的注射器内装有水、浓氢氧化钠溶液、饱和石灰水中的其中一种试剂，C中x的数值为
30
。将注射器内的液体快速注入烧瓶里，立即关闭注射器下端的活塞并振荡，分析图3可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是丙
（填“甲”“乙”或“丙”）。图3中三条曲线刚开始压强都会变大的原因是刚开始推入液体，导致装置内气体被压缩
，图2装置丙中发生反应的化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
。[模块三]计算碳“转化”
(3)基于元素守恒，小组同学推测可以将二氧化碳转化为更具价值的物质，实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为$2\ce{CO_2} + 6R \xlongequal{一定条件} \ce{C_2H_5OH} + 3\ce{H_2O}$，其中R的化学式为
$\ce{H_{2}}$
。如果用此方法处理4.4 kg二氧化碳，使其完全反应，那么生成乙醇的质量为2.3
kg。答案
1.(1)光合作用(合理即可)
(2)30 丙 刚开始推入液体，导致装置内气体被压缩
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(3)$\ce{H_{2}}$ 2.3
(2)30 丙 刚开始推入液体，导致装置内气体被压缩
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(3)$\ce{H_{2}}$ 2.3
解析
【分析】
1. 回忆碳循环知识，自然界中消耗CO₂的主要途径是植物的光合作用，该过程将CO₂转化为有机物和氧气，合理即可。
2. 对比实验需控制变量，注射器内液体体积应相同，故x需与其他组一致；捕捉效果可通过压强变化判断，压强下降越明显，说明吸收CO₂越多；初始压强变大是因为注入液体时压缩了装置内气体；丙中试剂为饱和石灰水，与CO₂发生反应。
3. 根据质量守恒定律推导R的化学式，再利用化学方程式进行计算，求出生成乙醇的质量。
【解析】
(1) 自然界中，绿色植物的光合作用会消耗二氧化碳，将其转化为氧气和有机物，因此消耗CO₂的途径可以是光合作用（合理即可）。
(2) 对比实验需控制变量，除试剂种类不同外，其他条件（如注射器内液体体积）应相同，因此C中x的数值为30；分析图3曲线，注入试剂后，丙对应的压强下降最明显，说明丙中吸收CO₂最多，故“捕捉”效果最好的是丙；刚开始压强变大的原因是：将注射器内的液体快速注入烧瓶时，装置内的气体被压缩，导致压强瞬间增大；装置丙中是饱和石灰水，与CO₂反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前：2个$\ce{CO_{2}}$分子含2个C原子、4个O原子；反应后：1个$\ce{C_{2}H_{5}OH}$分子含2个C原子、6个H原子、1个O原子，3个$\ce{H_{2}O}$分子含6个H原子、3个O原子，总共有2个C原子、6个H原子、4个O原子。对比反应前后，6个R分子应提供6个H原子，故每个R分子由2个H原子构成，R的化学式为$\ce{H_{2}}$。
设生成乙醇的质量为x，根据化学方程式：
$2\ce{CO_{2}} + 6\ce{H_{2}} \xlongequal{一定条件} \ce{C_{2}H_{5}OH} + 3\ce{H_{2}O}$
相对质量：$2×44=88$，乙醇相对质量为46
则 $\frac{88}{4.4\ \mathrm{kg}} = \frac{46}{x}$
解得：$x = \frac{4.4\ \mathrm{kg}×46}{88} = 2.3\ \mathrm{kg}$
【答案】
1.(1)光合作用(合理即可)
(2)30；丙；刚开始推入液体，导致装置内气体被压缩；$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(3)$\ce{H_{2}}$；2.3
【知识点】
碳的循环；二氧化碳的性质；质量守恒定律；化学方程式计算
【点评】
本题结合碳中和热点，综合考查碳循环、二氧化碳的吸收实验分析、质量守恒定律的应用及化学方程式计算，注重实验探究与化学计算的结合，难度适中，需要学生具备一定的知识应用和分析能力。
【难度系数】
0.5
1. 回忆碳循环知识，自然界中消耗CO₂的主要途径是植物的光合作用，该过程将CO₂转化为有机物和氧气，合理即可。
2. 对比实验需控制变量，注射器内液体体积应相同，故x需与其他组一致；捕捉效果可通过压强变化判断，压强下降越明显，说明吸收CO₂越多；初始压强变大是因为注入液体时压缩了装置内气体；丙中试剂为饱和石灰水，与CO₂发生反应。
3. 根据质量守恒定律推导R的化学式，再利用化学方程式进行计算，求出生成乙醇的质量。
【解析】
(1) 自然界中，绿色植物的光合作用会消耗二氧化碳，将其转化为氧气和有机物，因此消耗CO₂的途径可以是光合作用（合理即可）。
(2) 对比实验需控制变量，除试剂种类不同外，其他条件（如注射器内液体体积）应相同，因此C中x的数值为30；分析图3曲线，注入试剂后，丙对应的压强下降最明显，说明丙中吸收CO₂最多，故“捕捉”效果最好的是丙；刚开始压强变大的原因是：将注射器内的液体快速注入烧瓶时，装置内的气体被压缩，导致压强瞬间增大；装置丙中是饱和石灰水，与CO₂反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前：2个$\ce{CO_{2}}$分子含2个C原子、4个O原子；反应后：1个$\ce{C_{2}H_{5}OH}$分子含2个C原子、6个H原子、1个O原子，3个$\ce{H_{2}O}$分子含6个H原子、3个O原子，总共有2个C原子、6个H原子、4个O原子。对比反应前后，6个R分子应提供6个H原子，故每个R分子由2个H原子构成，R的化学式为$\ce{H_{2}}$。
设生成乙醇的质量为x，根据化学方程式：
$2\ce{CO_{2}} + 6\ce{H_{2}} \xlongequal{一定条件} \ce{C_{2}H_{5}OH} + 3\ce{H_{2}O}$
相对质量：$2×44=88$，乙醇相对质量为46
则 $\frac{88}{4.4\ \mathrm{kg}} = \frac{46}{x}$
解得：$x = \frac{4.4\ \mathrm{kg}×46}{88} = 2.3\ \mathrm{kg}$
【答案】
1.(1)光合作用(合理即可)
(2)30；丙；刚开始推入液体，导致装置内气体被压缩；$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(3)$\ce{H_{2}}$；2.3
【知识点】
碳的循环；二氧化碳的性质；质量守恒定律；化学方程式计算
【点评】
本题结合碳中和热点，综合考查碳循环、二氧化碳的吸收实验分析、质量守恒定律的应用及化学方程式计算，注重实验探究与化学计算的结合，难度适中，需要学生具备一定的知识应用和分析能力。
【难度系数】
0.5
2. 化石燃料燃烧产生的二氧化碳是造成温室效应的主要原因。中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。根据所给的信息，分析并回答下列问题。
(1)图1是碳中和所采用的三种方法。化学固碳的方法之一是碳封存。碳封存研究的技术之一是海洋封存，利用庞大的水体使海洋成为封存$\ce{CO_{2}}$的容器。海洋封存过程中发生反应的化学方程式是
(2)$\ce{CO_{2}}$在催化作用下可转化为汽油，过程如图2。在反应①中$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$的分子个数比为$1:1$，则另一种生成物是
(1)图1是碳中和所采用的三种方法。化学固碳的方法之一是碳封存。碳封存研究的技术之一是海洋封存，利用庞大的水体使海洋成为封存$\ce{CO_{2}}$的容器。海洋封存过程中发生反应的化学方程式是
$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
。(2)$\ce{CO_{2}}$在催化作用下可转化为汽油，过程如图2。在反应①中$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$的分子个数比为$1:1$，则另一种生成物是
$\ce{H_{2}O}$
（填化学式）。反应②生成的$\ce{(CH_{2})_{n}}$中，碳、氢元素的质量比为$6:1$
。答案
2.(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$
(2)$\ce{H_{2}O}$ $6:1$
(2)$\ce{H_{2}O}$ $6:1$
解析
【分析】
本题围绕碳中和的相关化学问题展开，需结合二氧化碳的性质、质量守恒定律及化学式计算来解题：
1. 第(1)问：海洋封存CO₂，利用水体，即CO₂与水发生反应，需回忆二氧化碳与水的反应产物；
2. 第(2)问：反应①需根据质量守恒定律，结合CO₂和CO的分子个数比，推导另一种生成物；反应②需根据化学式计算碳、氢元素的质量比，利用相对原子质量计算即可。
【解析】
(1) 海洋中含有大量水，CO₂与水反应生成碳酸，化学方程式为：$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；
(2) 根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应①中CO₂和CO分子个数比为1:1，反应物需补充含H元素的物质，结合原子守恒可知另一种生成物为$\ce{H_{2}O}$；对于$\ce{(CH_{2})_{n}}$，碳、氢元素的质量比为$(12×n):(1×2n)=6:1$。
【答案】
(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；(2)$\ce{H_{2}O}$；$6:1$
【知识点】
二氧化碳的化学性质、质量守恒定律、化学式相关计算
【点评】
本题结合碳中和的实际背景，考查基础化学知识，涵盖二氧化碳的反应、质量守恒定律应用及化学式质量比计算，知识点均为初中化学核心内容，难度适中，学生通过掌握基础即可解答。
【难度系数】
0.6
本题围绕碳中和的相关化学问题展开，需结合二氧化碳的性质、质量守恒定律及化学式计算来解题：
1. 第(1)问：海洋封存CO₂，利用水体，即CO₂与水发生反应，需回忆二氧化碳与水的反应产物；
2. 第(2)问：反应①需根据质量守恒定律，结合CO₂和CO的分子个数比，推导另一种生成物；反应②需根据化学式计算碳、氢元素的质量比，利用相对原子质量计算即可。
【解析】
(1) 海洋中含有大量水，CO₂与水反应生成碳酸，化学方程式为：$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；
(2) 根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应①中CO₂和CO分子个数比为1:1，反应物需补充含H元素的物质，结合原子守恒可知另一种生成物为$\ce{H_{2}O}$；对于$\ce{(CH_{2})_{n}}$，碳、氢元素的质量比为$(12×n):(1×2n)=6:1$。
【答案】
(1)$\ce{CO_{2} + H_{2}O = H_{2}CO_{3}}$；(2)$\ce{H_{2}O}$；$6:1$
【知识点】
二氧化碳的化学性质、质量守恒定律、化学式相关计算
【点评】
本题结合碳中和的实际背景，考查基础化学知识，涵盖二氧化碳的反应、质量守恒定律应用及化学式质量比计算，知识点均为初中化学核心内容，难度适中，学生通过掌握基础即可解答。
【难度系数】
0.6
