Question

20．第二十一屆聯合國氣候變化大會于2015年11月30日至12月11日在巴黎召開，中國在“國家自主貢獻”中提出將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現，2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右，森林蓄積量比200年增加45億立方米左右．能源和環境問題日益成為人們關注的焦點．
（1）化石燃料包括煤、石油和天然氣等．過度使用既造成能源危機，又導致環境污染．今天冬天我們似乎和霧霾特別有緣，首都北京兩次拉起霧霾的警報，我們這里也沒有逃過它的籠罩，經檢驗，燃煤是造成霧霾的主要原因之一，下列環境問題與燃煤有直接關系的是ABC（填字母序號，下同）．
A．酸雨  B溫室效應  C．可吸入顆粒物增加
（2）今年冬季北方地區出現大范圍灰霾天氣，據檢測首要污染物為PM2.5．下列關于PM2.5的說法或減少PM2.5措施錯誤的是A．
A．PM2.5是指大氣中直徑超過2.5μm的顆粒物  B．控制城市汽車保有量
C．PM2.5專用口罩利用了活性炭的吸附性  D．冬季取暖用天然氣替代燃煤
（3）目前，我國面臨能源消費結構不合理、區域分布布均衡、利用率不高等問題．圖1是我國目前與十二五計劃能源結構變化的對比圖，從圖中可以看出，主要調整是減少煤和石油的使用、增加天然氣和非化石能源的使用．

（4）解決環境問題需要科技進步，如CO₂含量不斷升高，使全球氣候問題日趨嚴重，科學家認為，人類不僅要努力減少CO₂的排放，更重要的是將CO₂轉化為有用物質．將CO₂轉化為化工原料乙烯（C₂H₄），其反應的微觀過程如圖2所示：

請寫出上述反應的化學方程式2CO₂+6H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{加熱}$C₂H₄+4H₂O．
（5）近年來科學家正致力于減少大氣中二氧化碳含量的研究：
①將空氣中的CO₂壓縮后貯藏于冰冷的深海，但有科學家擔心這樣會增加海水的酸度，導致海洋生物死亡，CO₂是海水酸度增加的原因是CO₂+H₂O=H₂CO₃（用化學方程式表示）．
②將過多的CO₂和氫氣在催化劑和加熱的條件下反應，轉化為水和甲烷．這個反應的化學方程式是CO₂+4H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₄+2H₂O．
（6）某煙氣脫硫的工藝不僅能消除SO₂，還能將其轉化為石膏（CaSO₄•2H₂O）等產品，實現“變廢為寶”．主要物質轉化關系如圖3：【資料：SO₂和CO₂的化學性質類似】

（1）設備1中，通過噴淋水脫去煙氣中的SO₂，該反應的化學方程式為SO₂+H₂O=H₂SO₃．
（2）設備2中，加入CaCO₃的目的是將H₂SO₃轉化為CaSO₃．
（3）設備3中，反應前后化合價發生改變的元素是O，S．

Answer 1

分析 （1）根據化石燃料的種類進行分析；根據煤燃燒的產物
（2）根據PM_2.5是指空氣中直徑小于或等于5微米的顆粒物進行分析；
（3）根據圖中的數據，可推測：減少煤炭的使用，增加石油和天然氣、化石能源的使用；
（4）根據微觀示意圖可知：二氧化碳與氫氣轉化為化工原料乙烯（C₂H₄），則可書寫化學方程式；
（5）①根據題目中的信息“將空氣中的CO₂壓縮后貯藏于冰冷的深海．但有科學家擔心這樣做會增加海水的酸度”進行分析；
②根據題目中的信息“CO₂和氫氣在催化劑和加熱的條件下反應，轉化為水和甲烷”進行分析；
（6）①根據SO₂和水反應生成亞硫酸解答；
②根據H₂SO₃和CaCO₃反應生成亞硫酸鈣解答；
③根據氧氣和CaSO₃反應生成硫酸鈣解答．

解答 解：（1）煤、石油、天然氣屬于化石燃料；將煤燃燒能生成二氧化碳、二氧化硫等物質，還能產生大量的灰塵，生成的二氧化碳能形成溫室效應，生成的二氧化硫能形成酸雨，產生的大量灰塵增加了空氣中的可吸入顆粒物；故答案為：石油；
（2）因為PM_2.5是指空氣中直徑小于或等于5微米的顆粒物，故A說法錯誤；而“控制城市汽車保有量”“PM2.5專用口罩利用了活性炭的吸附性”“冬季取暖用天然氣替代燃煤”說法正確；
（3）我國目前與十二五計劃能源結構變化的對比圖，可推測：減少煤炭和石油的使用，增加天然氣、非化石能源的使用；
（4）根據微觀示意圖可知：CO₂和H₂在條件下轉化為化工原料乙烯（C₂H₄）和水，配平即可，故其化學方程式為：2CO₂+6H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{加熱}$C₂H₄+4H₂O；
（5）①根據信息“將空氣中的CO₂壓縮后貯藏于冰冷的深海．但有科學家擔心這樣做會增加海水的酸度”知，二氧化碳與水反應生成了碳酸，方程式為：CO₂+H₂O=H₂CO₃；②根據信息“CO₂和氫氣在催化劑和加熱的條件下反應，轉化為水和甲烷”知，化學方程式為：CO₂+4H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₄+2H₂O；
（6）①SO₂和水反應生成亞硫酸，該反應的化學方程式為：SO₂+H₂O=H₂SO₃；
②據H₂SO₃和CaCO₃反應生成亞硫酸鈣；
③氧氣和CaSO₃反應生成硫酸鈣，氧元素由0價變為-2價，硫元素由+4價變為+6價．
故答案為：（1）天然氣；ABC；（2）A；（3）減少煤和石油的使用、增加天然氣和非化石能源的使用；（4）2CO₂+6H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{加熱}$C₂H₄+4H₂O；（5）①CO₂+H₂O=H₂CO₃；②CO₂+4H₂$\frac{\underline{催化劑}}{△}$CH₄+2H₂O；（6）①SO₂+H₂O=H₂SO₃；②CaSO₃；③O，S．

點評 此題考查知識點較多，可依據已有的知識進行解答．