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10. (2023·青岛改编)我国提出争取在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。
【活动一】调查碳循环。
（1）观察如图所示的碳循环示意图，自然界中消耗二氧化碳的途径有
（2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：① 减少碳排放；②
（3）调查发现，我国的碳排放80％以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是
A. 严禁使用含碳燃料
B. 改进技术，提高能效
C. 捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理
【活动二】计算碳“转化”。
（4）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甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + R}$，其中R的化学式为
【活动一】调查碳循环。
（1）观察如图所示的碳循环示意图，自然界中消耗二氧化碳的途径有
绿色植物的光合作用(合理答案均可)
（写一条即可）。（2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：① 减少碳排放；②
增加二氧化碳消耗
。（3）调查发现，我国的碳排放80％以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是
A
（填字母）。A. 严禁使用含碳燃料
B. 改进技术，提高能效
C. 捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理
【活动二】计算碳“转化”。
（4）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甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + R}$，其中R的化学式为
$\ce{H_{2}O}$
。如果用此方法处理44 kg二氧化碳，使其完全反应，那么生成甲醇的质量为32 kg
。答案
10.（1）绿色植物的光合作用(合理答案均可) （2）② 增加二氧化碳消耗 （3）A （4）$\ce{H_{2}O}$ 32 kg
解析
【分析】
本题围绕碳循环与碳中和展开，需结合碳循环示意图分析消耗二氧化碳的途径，理解碳中和的含义，判断减少碳排放的可行措施，再利用质量守恒定律和化学方程式计算解决问题。
1. 对于（1），观察碳循环图，找出消耗二氧化碳的途径即可；
2. 对于（2），碳中和需平衡二氧化碳的排放与消耗，据此补充措施；
3. 对于（3），分析各选项是否符合减少碳排放的实际可行性；
4. 对于（4），根据质量守恒定律确定R的化学式，再通过化学方程式计算生成甲醇的质量。
【解析】
（1）观察碳循环示意图，自然界中消耗二氧化碳的途径有绿色植物的光合作用、海水吸收等，任选一条即可，如绿色植物的光合作用。
（2）“碳中和”是指二氧化碳的排放量与消耗量达到平衡，因此除减少碳排放外，还需增加二氧化碳的消耗。
（3）选项分析：
A. 严禁使用含碳燃料不符合实际，目前人类能源仍大量依赖含碳燃料，完全严禁不可行；
B. 改进技术提高能效，可减少能源消耗，从而减少碳排放，可行；
C. 捕集并封存二氧化碳，能降低大气中二氧化碳含量，可行；
故不可行的是A。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、数目不变：反应前C：1、O：2、H：6；反应后$\ce{CH_{3}OH}$中C：1、O：1、H：4，因此R中含2个H和1个O，化学式为$\ce{H_{2}O}$。
设生成甲醇的质量为$x$，根据化学方程式$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + H_{2}O}$，$\ce{CO_{2}}$相对分子质量为44，$\ce{CH_{3}OH}$相对分子质量为32，则：
$\frac{44}{44\ \mathrm{kg}}=\frac{32}{x}$，解得$x=32\ \mathrm{kg}$。
【答案】
（1）绿色植物的光合作用(合理即可)；（2）增加二氧化碳消耗；（3）A；（4）$\ce{H_{2}O}$；32 kg
【知识点】
碳循环、质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题结合“碳中和”热点，考查碳循环知识、质量守恒定律应用及化学方程式计算，知识点基础，侧重对概念理解和简单计算的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕碳循环与碳中和展开，需结合碳循环示意图分析消耗二氧化碳的途径，理解碳中和的含义，判断减少碳排放的可行措施，再利用质量守恒定律和化学方程式计算解决问题。
1. 对于（1），观察碳循环图，找出消耗二氧化碳的途径即可；
2. 对于（2），碳中和需平衡二氧化碳的排放与消耗，据此补充措施；
3. 对于（3），分析各选项是否符合减少碳排放的实际可行性；
4. 对于（4），根据质量守恒定律确定R的化学式，再通过化学方程式计算生成甲醇的质量。
【解析】
（1）观察碳循环示意图，自然界中消耗二氧化碳的途径有绿色植物的光合作用、海水吸收等，任选一条即可，如绿色植物的光合作用。
（2）“碳中和”是指二氧化碳的排放量与消耗量达到平衡，因此除减少碳排放外，还需增加二氧化碳的消耗。
（3）选项分析：
A. 严禁使用含碳燃料不符合实际，目前人类能源仍大量依赖含碳燃料，完全严禁不可行；
B. 改进技术提高能效，可减少能源消耗，从而减少碳排放，可行；
C. 捕集并封存二氧化碳，能降低大气中二氧化碳含量，可行；
故不可行的是A。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、数目不变：反应前C：1、O：2、H：6；反应后$\ce{CH_{3}OH}$中C：1、O：1、H：4，因此R中含2个H和1个O，化学式为$\ce{H_{2}O}$。
设生成甲醇的质量为$x$，根据化学方程式$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + H_{2}O}$，$\ce{CO_{2}}$相对分子质量为44，$\ce{CH_{3}OH}$相对分子质量为32，则：
$\frac{44}{44\ \mathrm{kg}}=\frac{32}{x}$，解得$x=32\ \mathrm{kg}$。
【答案】
（1）绿色植物的光合作用(合理即可)；（2）增加二氧化碳消耗；（3）A；（4）$\ce{H_{2}O}$；32 kg
【知识点】
碳循环、质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题结合“碳中和”热点，考查碳循环知识、质量守恒定律应用及化学方程式计算，知识点基础，侧重对概念理解和简单计算的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
11. (2023·牡丹江改编)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（3 MPa，240 ℃）二氧化碳近100%高效稳定转化。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排出。
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
（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
我国科研团队研发了一种纳米“蓄水”膜反应器（如图所示），内部封装了特定催化剂，该催化剂能够实现在温和条件下（3 MPa，240 ℃）二氧化碳近100%高效稳定转化。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排出。
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
含氧化合物
（填“含氧化合物”或“氧化物”）。（2）壳层的优点是
具有高选择性
。（3）纳米“蓄水”膜反应器内发生反应的化学方程式为
$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[3\ \mathrm{MPa},240\ °\mathrm{C}]{催化剂}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$
。（4）该技术的研发有利于缓解
温室效应加剧(或全球气候变暖)
（写一点即可）。答案
11.（1）含氧化合物 （2）具有高选择性 （3）$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[3\ \mathrm{MPa},240\ °\mathrm{C}]{催化剂}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$ （4）温室效应加剧(或全球气候变暖)
解析
【分析】
本题需结合图示和材料信息逐一分析问题：
1. 第（1）题：先明确图例中粒子代表的原子（●为氢原子、○为氧原子、灰球为碳原子），判断对应物质的元素组成，区分含氧化合物和氧化物的概念；
2. 第（2）题：从材料中直接提取壳层的性质描述，明确其优点；
3. 第（3）题：根据反应物、生成物及反应条件，结合化学方程式的配平规则书写反应方程式；
4. 第（4）题：结合反应消耗二氧化碳的特点，分析对环境的作用。
【解析】
（1）根据图例，对应物质（乙醇，$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）含有氧元素，属于化合物，因此属于含氧化合物；氧化物要求由两种元素组成且其中一种为氧元素，该物质含三种元素，故不属于氧化物，填含氧化合物。
（2）由材料可知，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排出，因此优点是具有高选择性，可分离反应产物。
（3）反应物为二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和氢气（$\ce{H_{2}}$），生成物为乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）和水（$\ce{H_{2}O}$），反应条件为催化剂、3 MPa、240 ℃，配平后化学方程式为：$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[3\ \mathrm{MPa},240\ °\mathrm{C}]{催化剂}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$。
（4）该技术消耗二氧化碳，二氧化碳是导致温室效应的主要气体，因此有利于缓解温室效应（或全球气候变暖）。
【答案】
（1）含氧化合物；（2）具有高选择性；（3）$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[3\ \mathrm{MPa},240\ °\mathrm{C}]{催化剂}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$；（4）温室效应加剧(或全球气候变暖)
【知识点】
物质分类、化学方程式书写、环境保护
【点评】
本题结合纳米“蓄水”膜反应器的新情境，考查学生从图示和材料中提取信息的能力，涉及物质分类、化学方程式书写等基础知识点，难度适中，需仔细分析题目给出的信息。
【难度系数】
0.6
本题需结合图示和材料信息逐一分析问题：
1. 第（1）题：先明确图例中粒子代表的原子（●为氢原子、○为氧原子、灰球为碳原子），判断对应物质的元素组成，区分含氧化合物和氧化物的概念；
2. 第（2）题：从材料中直接提取壳层的性质描述，明确其优点；
3. 第（3）题：根据反应物、生成物及反应条件，结合化学方程式的配平规则书写反应方程式；
4. 第（4）题：结合反应消耗二氧化碳的特点，分析对环境的作用。
【解析】
（1）根据图例，对应物质（乙醇，$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）含有氧元素，属于化合物，因此属于含氧化合物；氧化物要求由两种元素组成且其中一种为氧元素，该物质含三种元素，故不属于氧化物，填含氧化合物。
（2）由材料可知，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排出，因此优点是具有高选择性，可分离反应产物。
（3）反应物为二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和氢气（$\ce{H_{2}}$），生成物为乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）和水（$\ce{H_{2}O}$），反应条件为催化剂、3 MPa、240 ℃，配平后化学方程式为：$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[3\ \mathrm{MPa},240\ °\mathrm{C}]{催化剂}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$。
（4）该技术消耗二氧化碳，二氧化碳是导致温室效应的主要气体，因此有利于缓解温室效应（或全球气候变暖）。
【答案】
（1）含氧化合物；（2）具有高选择性；（3）$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[3\ \mathrm{MPa},240\ °\mathrm{C}]{催化剂}C_{2}H_{5}OH + 3H_{2}O}$；（4）温室效应加剧(或全球气候变暖)
【知识点】
物质分类、化学方程式书写、环境保护
【点评】
本题结合纳米“蓄水”膜反应器的新情境，考查学生从图示和材料中提取信息的能力，涉及物质分类、化学方程式书写等基础知识点，难度适中，需仔细分析题目给出的信息。
【难度系数】
0.6
