關(guān)注碳中和推進(jìn)碳達(dá)峰（含解析）-2025年高考化學(xué)考前特訓(xùn)

(一)關(guān)注碳中和，推進(jìn)碳達(dá)峰［分值：50分］

(選擇題1~3題，每小題4分，4?7題，每小題6分，共36分)

1.為了2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，“十四五”期間生態(tài)環(huán)境與資源

綜合利用發(fā)展途徑對(duì)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

()

A.開(kāi)發(fā)煤炭廢棄資源的高值、高效利用技術(shù)能降低二次污染

B.煤的綜合利用有利于保護(hù)自然環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展

C.向煤中加入適量碳酸鈣可減少燃燒產(chǎn)物中二氧化碳的量

D.利用太陽(yáng)能等清潔能源代替煤炭，有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境

2.我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)于改善環(huán)境、

實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。CO2催化加氫制CO技術(shù)是兼顧新能源和實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的重

要途徑之一，該反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

iInOaInO,,I1inOoInO?

InOoInO/,

代表I1I2O3

A.反應(yīng):CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)

AH,達(dá)平衡后，若升溫，&及)降低，則AH>0

B.催化劑(ImCh)表面易于形成豐富的氧空位，有效促進(jìn)CO2的吸附活化

C.步驟d、e中，CO2的吸附與轉(zhuǎn)化均存在化學(xué)鍵的斷裂與形成

D.催化劑也12。3)能提高催化加氫的速率，是因?yàn)榻档土朔磻?yīng)的活化能

3.中國(guó)努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。利用NaOH溶液噴淋捕捉空氣中的CO2,反

應(yīng)過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

，|\，|\/1\/1\

CO?含量，|\，|\，|\，|\CO?含量

NaOH溶液的

高的空氣低的空氣

噴霧捕捉室

贏二l^co式儲(chǔ)存

反應(yīng)爐J’利用)

A.捕捉室中NaOH溶液噴成霧狀有利于吸收CO2

B.環(huán)節(jié)a中物質(zhì)分離的基本操作是過(guò)濾

C.反應(yīng)過(guò)程中CaO和NaOH是可循環(huán)的物質(zhì)

D.高溫反應(yīng)爐中的物質(zhì)是Ca(HCO3)2

4.我國(guó)力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，一種脫除和利用水煤氣

中CO2方法的示意圖如下。時(shí)一定量的CO2被吸收塔中K2c。3溶液吸收后進(jìn)入

再生塔再生，最后利用電化學(xué)原理將CO2電催化還原為C2H履該溫度下H2c03的

Kai=4.6xl0-7,Ka2=5.6xl0"l)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

KHCO：,溶液

X吸收塔X再生塔

水蒸氣AgCl/Ag^

一玻破電極J

質(zhì)子交換膜

A.若T℃時(shí)吸收塔中c(CO『)：c(HCO])=28：5,則該溶液的pH=ll

B.再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為2HC0]一:CO2f+CO2-+H2O

C.將濃度相等的K2co3溶液與KHCCh溶液等體積混合，所得溶液中離子濃度大小

為c(K+)>c(C0|-)>c(HC0J)>c(OH-)>c(H+)

+

D.CO2電催化還原為C2H4的陰極反應(yīng)式為2CO2+12e+12H=C2H4+4H2O

5.杭州亞運(yùn)會(huì)火炬名為“薪火”，主火炬以甲醇作為燃料，在亞運(yùn)史上首次實(shí)現(xiàn)廢

碳再生、循環(huán)內(nèi)零碳排放，綠色甲醇生態(tài)示意圖如圖所示。

可再生型能源制氫或「、Wu

工業(yè)副產(chǎn)氫氣,用于工業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)?/p>

LE—%綠色甲醇生態(tài)示意力綠色甲醇

捕集工業(yè)二

氧化碳咬—

co2\,￡2"CH:（OH

CRI電能轉(zhuǎn)換為液體燃料技術(shù)

下列有關(guān)綠色甲醇生態(tài)示意圖的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

A.太陽(yáng)能、風(fēng)能屬于可再生能源

B.工業(yè)上可用氨水捕獲煙氣中的CO2

C.CO2轉(zhuǎn)換為甲醇的反應(yīng)中CO2作還原劑

D.甲醇的生態(tài)循環(huán)有利于實(shí)現(xiàn)碳中和

6.我國(guó)科研工作者通過(guò)研發(fā)新型催化劑，利用太陽(yáng)能電池將工業(yè)排放的CO2轉(zhuǎn)化為

HCOOH,實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A.該過(guò)程中存在的能量轉(zhuǎn)化形式只有太陽(yáng)能一化學(xué)能

B.離子交換膜為陰離子交換膜

+

C.P極的電極反應(yīng)式為CO2+2e+2H=HCOOH

D.N極催化轉(zhuǎn)化22.4LH2時(shí)，P極生成HCOOH的質(zhì)量為46g

7.CO2回收和利用有助于碳中和?？茖W(xué)家開(kāi)發(fā)催化劑實(shí)現(xiàn)CCh固定，如圖所示（R為

氫或燃基）。

xo

J催化劑00催化劑

co2X一

R

甲乙丙

下列敘述正確的是()

A.若R為氫，則乙的分子式為C3H6。3

B.若R為甲基，則甲、乙、丙分子中都含有1個(gè)手性碳原子

C.丙是一種能自然降解的綠色有機(jī)高分子材料

D.甲和C02在催化劑作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成乙

8.(14分)2023年杭州亞運(yùn)會(huì)的主火炬使用的燃料為“零碳甲醇”，更好地展現(xiàn)了綠

色化學(xué)低碳環(huán)保的理念?！傲闾技状肌钡闹苽溥^(guò)程中，主要發(fā)生以下反應(yīng)。

i.CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)AHi；

1

ii.CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)AH2=+41.2kJ-mol；

1

iii.CO(g)+3H2(g)-CH4(g)+H2O(g)AH3=-206.2kJ-mol

回答下列問(wèn)題：

(1)反應(yīng)i可能的反應(yīng)歷程如圖1所示。

圖1

注：方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目，微粒的相對(duì)總能量[如最后一個(gè)方框表示1個(gè)

CH3OH(g)分子和l個(gè)H2O(g)分子的相對(duì)總能量為-0.51eV,單位：eV],TS表示過(guò)

渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒，leV=L6xlO-22kj。

①AH尸klmol』(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。

②該反應(yīng)歷程中，生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為

(2)在恒溫恒壓條件下，通入C02(g)與H?(g)混合氣體，發(fā)生反應(yīng)i、ii>iiio下列

可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變

B.反應(yīng)后混合氣體的壓強(qiáng)不再改變

C.混合氣體的密度不再改變

D.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

(3)一定溫度下，將CCh(g)和H2(g)按〃(C02)：〃32)=1：3充入恒容密閉容器中,發(fā)

生反應(yīng)i、ii、iii,容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得平

衡時(shí)半黑2=3,H2O的分壓為15kPa。

n(CH4)

圖2

1

①0?10min內(nèi)，CO2的平均分壓變化率為kPa-min。

②反應(yīng)iii的壓強(qiáng)平衡常數(shù)誨=kPa-'以平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=

總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

(4)一定條件下，向恒溫恒容密閉容器中充入C02(g)和H2(g)只發(fā)生反應(yīng)i,在兩種

不同催化劑下建立平衡的過(guò)程中生的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線如圖3所示。

①兩種催化劑催化效果較好的是o

②催化劑I條件下，力min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能是(填字母)。

A.降低溫度

B.容器容積不變，通入一定量He(g)

C.容器容積不變，通入一定量CH30H(g)

D.縮小容器容積

答案精析

1.C［煤中加入適量碳酸鈣，可達(dá)到鈣基固硫的作用，減少燃燒產(chǎn)物中二氧化硫的

量，但不能減少二氧化碳的排放量，故C錯(cuò)誤。］

2.C［對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，升溫c(H2)降低，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，AH>0,A正確；觀察反

應(yīng)機(jī)理圖可知，催化劑先吸附氫氣，氫原子與氧成鍵后脫水，得到較多的氧空位，

促進(jìn)了C02的吸附活化，B正確；步驟d中，C02只是進(jìn)入氧空位被催化劑吸附，

不存在化學(xué)鍵的斷裂與形成，C錯(cuò)誤；I112O3作催化劑降低了反應(yīng)的活化能，從而提

高化學(xué)反應(yīng)速率，D正確。］

3.D［環(huán)節(jié)a為向碳酸氫鈉溶液中加入氧化鈣，氧化鈣與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成碳

酸鈣沉淀和氫氧化鈉，過(guò)濾得到碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液，B正確；高溫反應(yīng)爐

中碳酸鈣受熱分解生成氧化鈣和二氧化碳，將二氧化碳收集后儲(chǔ)存，環(huán)節(jié)a得到的

氫氧化鈉溶液和反應(yīng)爐中得到的氧化鈣可以循環(huán)利用，C正確、D錯(cuò)誤。］

4.C［水煤氣中的C02被吸收塔中K2cCh溶液吸收后形成KHC03溶液進(jìn)入再生塔,

再生塔中KHCCh分解產(chǎn)生C02,再將C02電催化還原為C2H4。設(shè)c(CO『)=2.8

mol-L1,則c(HCO1)=0.5mol-L1,根據(jù)COg+H20nHe0］+0任可知,

碼薛答=詈則經(jīng)叫吳翳京,^#c(OH>1.0xl0-3mol.L-,溶液中

CU2)Ka2Z.H□.oXXU

c(H+)=LOxl(yiimolL-i,pH=ll,A正確;再生塔中,KHCCh受熱分解產(chǎn)生CCh,該

反應(yīng)的離子方程式為2HCO3—C02f+C0|-+H20,B正確；將濃度相等的K2cCh

溶液與KHCCh溶液等體積混合，跖=詈>&2,則CO/的水解程度大于HCO］的電離

Ka2

程度，故所得溶液中離子濃度大小為C(K+)>C(HC03)>C(CO|-)>C(OH)>C(H+),C錯(cuò)誤；

CCh在陰極上被還原為C2H4,電極反應(yīng)式為2co2+12e-12H+C2H4+4H2O,D正

確。1

5.C［CCh可與氨水中的一水合氨反應(yīng)，故可用氨水捕獲煙氣中的C02,故B正確；

C02轉(zhuǎn)換為甲醇，C元素的化合價(jià)降低，反應(yīng)中C02作氧化劑，故c錯(cuò)誤；甲醇的

生態(tài)循環(huán)不會(huì)排放C02,有利于實(shí)現(xiàn)碳中和，故D正確。］

6.C［能量轉(zhuǎn)化形式：太陽(yáng)能一電能一化學(xué)能，A錯(cuò)誤；P極電極反應(yīng)消耗H+,故

P極區(qū)需要補(bǔ)充H+,該離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜，B錯(cuò)誤；P極上C02一HCOOH,

C元素的化合價(jià)降低，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則P極為陰極，電極反應(yīng)式為

+

CO2+2e+2HHCOOH,C正確；沒(méi)有說(shuō)明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，不能確定H2的物質(zhì)

的量，D錯(cuò)誤。］

又O

7.C［若R為氫，則乙(U)的分子式為C3H4。3,A項(xiàng)錯(cuò)誤；丙分子中有n個(gè)手性

碳原子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；丙的鏈節(jié)含酯基，在自然界中可水解生成小分子，C項(xiàng)正確；

甲和CCh發(fā)生加成反應(yīng)生成乙，D項(xiàng)錯(cuò)誤。］

8.(1)①-49.1②HCOOH*+2H2(g)H2co0H*+|H2(g)［或HC00H*+：H2(g)=

H2coOH*］

(2)ACD(3)①1.25②2.3x10-4

(4)①催化劑I②C

解析(1)①根據(jù)△”=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量可得，AHi=(-0.51-

232223

O)eVx6.O2xlOmor'=-0.51xl.6xl0kJx6,O2xlOmol9-49.1kJ-mor'o②反應(yīng)的活

化能=過(guò)渡態(tài)的能量-反應(yīng)物的總能量，則可比較經(jīng)歷過(guò)渡態(tài)TSI、TS2、TS3、TS4、

TS5、TS6的反應(yīng)的活化能可得，經(jīng)歷TS3過(guò)渡態(tài)時(shí)，反應(yīng)的活化能最大、反應(yīng)速率

最慢，反應(yīng)方程式為HCOOH*+2H2(g)-H2co0H*+|H2(g)或HCOOH*+#h(g)

H2co0H*。⑵恒溫恒壓條件下，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變，可

說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A符合題意，B不符合題意；由于反應(yīng)i和反應(yīng)出均為反

應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)，在恒溫恒壓條件下發(fā)生反應(yīng)i、ii、出，反應(yīng)

前后混合氣體的體積發(fā)生變化，混合氣體的質(zhì)量不變，則反應(yīng)前后混合氣體的密度、

平均相對(duì)分子質(zhì)量發(fā)生變化，當(dāng)混合氣體的密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，可說(shuō)

明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C、D符合題意。

⑶【第一步：根據(jù)信息假設(shè)反應(yīng)物的量】設(shè)起始時(shí)〃(CO2)=1mol,〃(H2)=3mole

【第二步：根據(jù)圖像計(jì)算物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量】設(shè)平衡時(shí)總物質(zhì)的量為％mol,由題圖2可

知，起始時(shí)總壓強(qiáng)為100kPa,平衡時(shí)總壓強(qiáng)為80kPa。恒溫恒容條件下，

端詈=胃,%=3.2,氣體總物質(zhì)的量減少0.8molo由于反應(yīng)i和反應(yīng)出均為反應(yīng)前

80kPaxmol

后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)ii為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，設(shè)平衡時(shí)

〃(CH3(DH)=amol,"(CH4)=bmol,依據(jù)差量法計(jì)算：

CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)An

12

amol2amol

CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)

12

bmol2bmol

±=3,2a+2》=0.8,解得a=0.3,8=0.1。

b

【第三步：列三段式計(jì)算】假設(shè)反應(yīng)i達(dá)到平衡后發(fā)生反應(yīng)ii,反應(yīng)ii達(dá)到平衡后

發(fā)生反應(yīng)道,設(shè)反應(yīng)ii生成的CO的物質(zhì)的量為ymole

反應(yīng)iCO2(g)+3H2(g)—CH3OH(g)+H2O(g)

起始量/mol1300

轉(zhuǎn)化量/mol0.30.90.30.3

平衡量/mol0.72.10.30.3

反應(yīng)iiCO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

起始量/mol0.72.100.3

轉(zhuǎn)化量/molyyyy

平衡量/mol0.7-y2.1-yy0.3+y

反應(yīng)iiico(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)

起始量/moly2.1-y00.3+y

轉(zhuǎn)化量/mol