登录
9. (2025·连云港节选改编)自然界中的碳—氧循环是人类生存的基础。
(1)绿色植物的光合作用可吸收$CO_{2}$放出$O_{2}$,反应为$6CO_{2} +6X\xrightarrow[光照]{叶绿体} C_{6}H_{12}O_{6} +6O_{2}$。化合物$\mathrm{X}$的化学式为
(2)化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗$O_{2}$,产生$CO_{2}$。某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中$CO_{2}$、$O_{2}$含量的高低,设计如下实验:取4个相同的集气瓶,分别编号A、B、C、D,其中A、B用玻璃片盖好;C和D通过排水法收集两瓶呼出的气体,备用。完成下表。
(3)实现碳中和意义重大。燃煤烟气中$CO_{2}$的捕集可通过如图所示的物质转化流程实现。
①“吸收”中所得的$KHCO_{3}$溶液与石灰乳反应的化学方程式为
②工业上常用高温煅烧$CaCO_{3}$的方法制取$CO_{2}$并获取$CaO$。理论上获取$1.1\ \mathrm{t}\ CO_{2}$时能生产$CaO$的质量是多少？(写出计算过程)
(1)绿色植物的光合作用可吸收$CO_{2}$放出$O_{2}$,反应为$6CO_{2} +6X\xrightarrow[光照]{叶绿体} C_{6}H_{12}O_{6} +6O_{2}$。化合物$\mathrm{X}$的化学式为
$H_{2}O$
。(2)化石能源的燃烧、人和动物的呼吸作用消耗$O_{2}$,产生$CO_{2}$。某化学小组同学为比较人体吸入的气体与呼出的气体中$CO_{2}$、$O_{2}$含量的高低,设计如下实验:取4个相同的集气瓶,分别编号A、B、C、D,其中A、B用玻璃片盖好;C和D通过排水法收集两瓶呼出的气体,备用。完成下表。
(3)实现碳中和意义重大。燃煤烟气中$CO_{2}$的捕集可通过如图所示的物质转化流程实现。
①“吸收”中所得的$KHCO_{3}$溶液与石灰乳反应的化学方程式为
$2KHCO_{3} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + K_{2}CO_{3} + 2H_{2}O$
。②工业上常用高温煅烧$CaCO_{3}$的方法制取$CO_{2}$并获取$CaO$。理论上获取$1.1\ \mathrm{t}\ CO_{2}$时能生产$CaO$的质量是多少？(写出计算过程)
答案
9. (1)$H_{2}O$ (2)澄清石灰水变浑浊 小于空气中的$O_{2}$含量 (3)①$2KHCO_{3} + $$Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + K_{2}CO_{3} + 2H_{2}O$ ②解:设理论上获取1.1 t $CO_{2}$时能生产$CaO$的质量为$x$。
$CaCO_{3} \xlongequal{高温} CaO + CO_{2} \uparrow $
$\begin{array}{l l l} 56 & & 44 \\ x & & 1.1\ \mathrm{t} \\ \end{array}$
$\dfrac{56}{44}=\dfrac{x}{1.1\ \mathrm{t}}$
$x=1.4\ \mathrm{t}$
答:理论上获取1.1 t $CO_{2}$时能生产$CaO$的质量为1.4 t。
$CaCO_{3} \xlongequal{高温} CaO + CO_{2} \uparrow $
$\begin{array}{l l l} 56 & & 44 \\ x & & 1.1\ \mathrm{t} \\ \end{array}$
$\dfrac{56}{44}=\dfrac{x}{1.1\ \mathrm{t}}$
$x=1.4\ \mathrm{t}$
答:理论上获取1.1 t $CO_{2}$时能生产$CaO$的质量为1.4 t。
解析
【分析】
1. 第(1)问：依据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，通过反应前后原子的数量差计算化合物X的化学式；
2. 第(2)问：利用澄清石灰水检验CO₂（CO₂含量越高，浑浊越明显）、燃着的木条检验O₂（O₂含量越高，木条燃烧越旺），对比空气与呼出气体的成分差异；
3. 第(3)①问：KHCO₃与石灰乳（Ca(OH)₂）发生复分解反应，交换成分配平即可；②问：根据CaCO₃高温分解的化学方程式，利用已知CO₂的质量，按规范步骤计算CaO的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子数目不变：反应前C原子6个、O原子12个；反应后C原子6个、H原子12个、O原子18个。则6个X分子含12个H原子、6个O原子，即X为H₂O；
(2) 呼出气体中CO₂含量高于空气，故A瓶（空气）澄清石灰水变浑浊程度弱于C瓶（呼出气体）；呼出气体中O₂含量低于空气，故B瓶（空气）中燃着的木条燃烧更旺，因此空气中O₂含量大于呼出气体；
(3) ① KHCO₃与Ca(OH)₂反应的化学方程式为：2KHCO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + K₂CO₃ + 2H₂O；
② 解：设理论上获取1.1 t CO₂时能生产CaO的质量为x。
$\ce{CaCO_{3} \xlongequal{高温} CaO + CO_{2} \uparrow}$
$\begin{array}{l l l} 56 & & 44 \\ x & & 1.1\ \mathrm{t} \\ \end{array}$
$\dfrac{56}{44}=\dfrac{x}{1.1\ \mathrm{t}}$
$x=1.4\ \mathrm{t}$
答：理论上获取1.1 t CO₂时能生产CaO的质量为1.4 t。
【答案】
(1)$H_{2}O$；(2)澄清石灰水变浑浊；大于；(3)①$2KHCO_{3} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + K_{2}CO_{3} + 2H_{2}O$；②1.4 t
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、根据化学方程式计算
【点评】
本题围绕碳氧循环展开，涵盖化学核心基础考点，题目设置贴合教材，难度适中，能有效考查学生对基础知识的掌握及应用能力。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：依据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，通过反应前后原子的数量差计算化合物X的化学式；
2. 第(2)问：利用澄清石灰水检验CO₂（CO₂含量越高，浑浊越明显）、燃着的木条检验O₂（O₂含量越高，木条燃烧越旺），对比空气与呼出气体的成分差异；
3. 第(3)①问：KHCO₃与石灰乳（Ca(OH)₂）发生复分解反应，交换成分配平即可；②问：根据CaCO₃高温分解的化学方程式，利用已知CO₂的质量，按规范步骤计算CaO的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子数目不变：反应前C原子6个、O原子12个；反应后C原子6个、H原子12个、O原子18个。则6个X分子含12个H原子、6个O原子，即X为H₂O；
(2) 呼出气体中CO₂含量高于空气，故A瓶（空气）澄清石灰水变浑浊程度弱于C瓶（呼出气体）；呼出气体中O₂含量低于空气，故B瓶（空气）中燃着的木条燃烧更旺，因此空气中O₂含量大于呼出气体；
(3) ① KHCO₃与Ca(OH)₂反应的化学方程式为：2KHCO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + K₂CO₃ + 2H₂O；
② 解：设理论上获取1.1 t CO₂时能生产CaO的质量为x。
$\ce{CaCO_{3} \xlongequal{高温} CaO + CO_{2} \uparrow}$
$\begin{array}{l l l} 56 & & 44 \\ x & & 1.1\ \mathrm{t} \\ \end{array}$
$\dfrac{56}{44}=\dfrac{x}{1.1\ \mathrm{t}}$
$x=1.4\ \mathrm{t}$
答：理论上获取1.1 t CO₂时能生产CaO的质量为1.4 t。
【答案】
(1)$H_{2}O$；(2)澄清石灰水变浑浊；大于；(3)①$2KHCO_{3} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3} \downarrow + K_{2}CO_{3} + 2H_{2}O$；②1.4 t
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写、根据化学方程式计算
【点评】
本题围绕碳氧循环展开，涵盖化学核心基础考点，题目设置贴合教材，难度适中，能有效考查学生对基础知识的掌握及应用能力。
【难度系数】
0.6
