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【任务2】了解二氧化碳的其他人工消耗路径
途径三:人工光合作用 $2CO_2 + 2H_2O \xlongequal{通电} 2X + O_2$，其中X的化学式为。
途径四:利用“碳捕捉与封存技术”，即通过一定的方法，将工业生产中产生的$CO_2$分离出来进行储存。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”$CO_2$，流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
(1)用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料，该过程中被循环利用的物质有。
(2)“反应、分离”过程中，反应器中发生反应的化学方程式为，分离采用的操作方法是。
(3)从微观角度分析封存室内二氧化碳发生变化的是。
途径三:人工光合作用 $2CO_2 + 2H_2O \xlongequal{通电} 2X + O_2$，其中X的化学式为。
途径四:利用“碳捕捉与封存技术”，即通过一定的方法，将工业生产中产生的$CO_2$分离出来进行储存。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”$CO_2$，流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
(1)用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料，该过程中被循环利用的物质有。
(2)“反应、分离”过程中，反应器中发生反应的化学方程式为，分离采用的操作方法是。
(3)从微观角度分析封存室内二氧化碳发生变化的是。
答案
解：
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，反应前C、H、O原子个数分别为2、4、6，反应后已知生成物中O原子个数为2，因此2X中含有2个C、4个H、4个O，每个X中含有1个C、2个H、2个O，X的化学式为$\boldsymbol{CH_2O_2}$。
(1) 由流程可知可返回工序重复使用的物质为$\boldsymbol{NaOH、CaO}$（或氢氧化钠、氧化钙）。
(2) 反应器中碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为$\boldsymbol{CaCO_3 \xlongequal{高温} CaO + CO_2\uparrow}$；该分离过程需要将难溶性固体和溶液分离，采用的操作方法是$\boldsymbol{过滤}$。
(3) 封存二氧化碳时，二氧化碳由气态转化为液态或固态，微观上发生的变化是$\boldsymbol{二氧化碳分子之间的间隔变小}$。
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，反应前C、H、O原子个数分别为2、4、6，反应后已知生成物中O原子个数为2，因此2X中含有2个C、4个H、4个O，每个X中含有1个C、2个H、2个O，X的化学式为$\boldsymbol{CH_2O_2}$。
(1) 由流程可知可返回工序重复使用的物质为$\boldsymbol{NaOH、CaO}$（或氢氧化钠、氧化钙）。
(2) 反应器中碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为$\boldsymbol{CaCO_3 \xlongequal{高温} CaO + CO_2\uparrow}$；该分离过程需要将难溶性固体和溶液分离，采用的操作方法是$\boldsymbol{过滤}$。
(3) 封存二氧化碳时，二氧化碳由气态转化为液态或固态，微观上发生的变化是$\boldsymbol{二氧化碳分子之间的间隔变小}$。
解析
【分析】
1. 推导X的化学式：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，计算反应前后各原子的数量，进而确定X的化学式。
2. 分析碳捕捉流程的问题：
循环物质：观察流程中可重复返回工序的物质，确定循环利用的试剂；
反应器反应与分离操作：根据反应器中的反应物，结合反应条件书写化学方程式，再根据混合物的状态确定分离方法；
微观变化：从分子的基本性质角度，分析二氧化碳封存时状态变化对应的微观特征。
【解析】
1. 推导X的化学式：反应式为$2CO_2 + 2H_2O \xlongequal{通电} 2X + O_2$，反应前C、H、O原子个数分别为2、4、6，反应后已知生成物中O原子个数为2，因此2X中含2个C、4个H、4个O，每个X含1个C、2个H、2个O，故X的化学式为$CH_2O_2$。
2. 碳捕捉流程问题：
(1) 观察流程，NaOH溶液从分离器返回吸收器，CaO固体从反应器返回分离器，因此循环利用的物质是NaOH、CaO。
(2) 反应器中$CaCO_3$固体在高温下分解生成CaO和$CO_2$，化学方程式为$CaCO_3 \xlongequal{高温} CaO + CO_2\uparrow$；分离时需要将固体与气体（或固体与液体）分离，采用过滤操作。
(3) 二氧化碳封存时由气态变为液态或固态，微观上二氧化碳分子之间的间隔变小。
【答案】
$CH_2O_2$；
(1) $\boldsymbol{NaOH、CaO}$（或氢氧化钠、氧化钙）；
(2) $\boldsymbol{CaCO_3 \xlongequal{高温} CaO + CO_2\uparrow}$；$\boldsymbol{过滤}$；
(3) $\boldsymbol{二氧化碳分子之间的间隔变小}$；
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、物质的分离操作、分子的性质
【点评】
本题结合工业碳捕捉流程，综合考查基础化学知识点，需要学生结合流程分析物质的转化，运用质量守恒、反应规律等知识解题，难度适中，侧重对基础应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
1. 推导X的化学式：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，计算反应前后各原子的数量，进而确定X的化学式。
2. 分析碳捕捉流程的问题：
循环物质：观察流程中可重复返回工序的物质，确定循环利用的试剂；
反应器反应与分离操作：根据反应器中的反应物，结合反应条件书写化学方程式，再根据混合物的状态确定分离方法；
微观变化：从分子的基本性质角度，分析二氧化碳封存时状态变化对应的微观特征。
【解析】
1. 推导X的化学式：反应式为$2CO_2 + 2H_2O \xlongequal{通电} 2X + O_2$，反应前C、H、O原子个数分别为2、4、6，反应后已知生成物中O原子个数为2，因此2X中含2个C、4个H、4个O，每个X含1个C、2个H、2个O，故X的化学式为$CH_2O_2$。
2. 碳捕捉流程问题：
(1) 观察流程，NaOH溶液从分离器返回吸收器，CaO固体从反应器返回分离器，因此循环利用的物质是NaOH、CaO。
(2) 反应器中$CaCO_3$固体在高温下分解生成CaO和$CO_2$，化学方程式为$CaCO_3 \xlongequal{高温} CaO + CO_2\uparrow$；分离时需要将固体与气体（或固体与液体）分离，采用过滤操作。
(3) 二氧化碳封存时由气态变为液态或固态，微观上二氧化碳分子之间的间隔变小。
【答案】
$CH_2O_2$；
(1) $\boldsymbol{NaOH、CaO}$（或氢氧化钠、氧化钙）；
(2) $\boldsymbol{CaCO_3 \xlongequal{高温} CaO + CO_2\uparrow}$；$\boldsymbol{过滤}$；
(3) $\boldsymbol{二氧化碳分子之间的间隔变小}$；
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、物质的分离操作、分子的性质
【点评】
本题结合工业碳捕捉流程，综合考查基础化学知识点，需要学生结合流程分析物质的转化，运用质量守恒、反应规律等知识解题，难度适中，侧重对基础应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
【任务3】制订生活中的低碳行动方案
下列做法不符合低碳理念的是（填字母）。
A.节约用电
B.乘坐公共交通工具
C.无纸化办公
D.使用一次性筷子
下列做法不符合低碳理念的是（填字母）。
A.节约用电
B.乘坐公共交通工具
C.无纸化办公
D.使用一次性筷子
答案
D
解析
【分析】首先明确低碳理念的核心是减少二氧化碳等温室气体的排放，需结合各选项做法对碳排放的影响判断是否符合要求。逐一分析选项：A选项节约用电，可降低发电过程的能源消耗，减少碳排放；B选项乘坐公共交通工具，能减少私家车使用，降低燃油燃烧带来的碳排放；C选项无纸化办公，可减少纸张生产的能源消耗，还能减少树木砍伐（树木可吸收二氧化碳）；D选项使用一次性筷子，需要砍伐树木，生产过程也消耗能源，还会削弱树木吸收二氧化碳的能力，不符合低碳理念。
【解析】低碳理念要求减少二氧化碳等温室气体的排放。A项节约用电，减少发电环节的能源消耗，降低碳排放，符合低碳理念；B项乘坐公共交通工具，减少私家车燃油消耗，减少碳排放，符合低碳理念；C项无纸化办公，降低造纸的能源消耗，同时减少树木砍伐（树木可吸收二氧化碳），符合低碳理念；D项使用一次性筷子，需砍伐大量树木，生产过程消耗能源，还会减少能吸收二氧化碳的树木，不符合低碳理念，因此选D。
【答案】D
【知识点】低碳生活、环境保护
【点评】本题考查对低碳理念的基础理解，结合生活实际判断做法是否符合要求，贴近生活常识，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】低碳理念要求减少二氧化碳等温室气体的排放。A项节约用电，减少发电环节的能源消耗，降低碳排放，符合低碳理念；B项乘坐公共交通工具，减少私家车燃油消耗，减少碳排放，符合低碳理念；C项无纸化办公，降低造纸的能源消耗，同时减少树木砍伐（树木可吸收二氧化碳），符合低碳理念；D项使用一次性筷子，需砍伐大量树木，生产过程消耗能源，还会减少能吸收二氧化碳的树木，不符合低碳理念，因此选D。
【答案】D
【知识点】低碳生活、环境保护
【点评】本题考查对低碳理念的基础理解，结合生活实际判断做法是否符合要求，贴近生活常识，难度较低。
【难度系数】0.8
【资料2】我国科学家利用二氧化碳和电解水产生的氢气先合成甲醇，继而通过10步反应合成淀粉。与植物生产淀粉所需的60多步反应相比，明显降低了合成的复杂度，提高了能源的利用效率。但从经济角度看，要与农业种植竞争，电能利用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍。
【交流讨论】
(1)活性炭、沸石等可作为吸附剂吸收$\ce{CO_{2}}$，则它们可能具备的结构特点是。用喷氨技术吸收$\ce{CO_{2}}$，采用喷洒这种方式的原因是。
(2)某同学推测，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)和水，该反应的化学方程式为。
(3)请结合【资料2】信息，谈谈“二氧化碳合成淀粉”技术的意义：(写一点)。
【交流讨论】
(1)活性炭、沸石等可作为吸附剂吸收$\ce{CO_{2}}$，则它们可能具备的结构特点是。用喷氨技术吸收$\ce{CO_{2}}$，采用喷洒这种方式的原因是。
(2)某同学推测，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)和水，该反应的化学方程式为。
(3)请结合【资料2】信息，谈谈“二氧化碳合成淀粉”技术的意义：(写一点)。
答案
解：
(1) 疏松多孔
增大反应物接触面积，使氨与二氧化碳充分接触，提升吸收效率
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 可降低淀粉合成的复杂度，提高能源利用效率（或助力碳中和、节约耕地资源等合理答案）
(1) 疏松多孔
增大反应物接触面积，使氨与二氧化碳充分接触，提升吸收效率
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 可降低淀粉合成的复杂度，提高能源利用效率（或助力碳中和、节约耕地资源等合理答案）
解析
【分析】
第(1)题，吸附剂能吸收气体是因为具备特殊结构，需回忆常见吸附剂的结构特点；喷洒氨的方式目的是提升吸收效果，需从反应接触面积角度分析。第(2)题，根据题目给出的反应物、生成物，结合原子守恒配平化学方程式，标注反应条件。第(3)题，需从资料2中提取该技术的意义，选取合理表述即可。
【解析】
(1) 活性炭、沸石等吸附剂的结构特点为疏松多孔，该结构可增大与被吸附物质的接触面积，增强吸附能力；采用喷洒氨的方式，能增大氨与二氧化碳的接触面积，使二者充分反应，提升CO₂的吸收效率。
(2) 二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，根据原子守恒配平：CO₂ + 3H₂在一定条件下生成CH₃OH + H₂O，配平后氢原子总数为6，故H₂系数为3，反应条件标注“一定条件”，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$。
(3) 结合资料2，该技术的意义可从“降低淀粉合成复杂度、提高能源利用效率”等角度选取，合理即可。
【答案】
(1) 疏松多孔；增大反应物接触面积，使氨与二氧化碳充分接触，提升吸收效率
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 可降低淀粉合成的复杂度，提高能源利用效率（合理即可）
【知识点】
吸附原理、化学方程式书写、化学与技术应用
【点评】
本题结合科技前沿的化学应用，考察基础知识点的应用与资料信息提取能力，难度适中，注重知识与实际的结合。
【难度系数】
0.7
第(1)题，吸附剂能吸收气体是因为具备特殊结构，需回忆常见吸附剂的结构特点；喷洒氨的方式目的是提升吸收效果，需从反应接触面积角度分析。第(2)题，根据题目给出的反应物、生成物，结合原子守恒配平化学方程式，标注反应条件。第(3)题，需从资料2中提取该技术的意义，选取合理表述即可。
【解析】
(1) 活性炭、沸石等吸附剂的结构特点为疏松多孔，该结构可增大与被吸附物质的接触面积，增强吸附能力；采用喷洒氨的方式，能增大氨与二氧化碳的接触面积，使二者充分反应，提升CO₂的吸收效率。
(2) 二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，根据原子守恒配平：CO₂ + 3H₂在一定条件下生成CH₃OH + H₂O，配平后氢原子总数为6，故H₂系数为3，反应条件标注“一定条件”，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$。
(3) 结合资料2，该技术的意义可从“降低淀粉合成复杂度、提高能源利用效率”等角度选取，合理即可。
【答案】
(1) 疏松多孔；增大反应物接触面积，使氨与二氧化碳充分接触，提升吸收效率
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 可降低淀粉合成的复杂度，提高能源利用效率（合理即可）
【知识点】
吸附原理、化学方程式书写、化学与技术应用
【点评】
本题结合科技前沿的化学应用，考察基础知识点的应用与资料信息提取能力，难度适中，注重知识与实际的结合。
【难度系数】
0.7
