Question

20．第二十一届联合国气候变化大会于2015年11月30日至12月11日在巴黎召开，中国在“国家自主贡献”中提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比200年增加45亿立方米左右．能源和环境问题日益成为人们关注的焦点．
（1）化石燃料包括煤、石油和天然气等．过度使用既造成能源危机，又导致环境污染．今天冬天我们似乎和雾霾特别有缘，首都北京两次拉起雾霾的警报，我们这里也没有逃过它的笼罩，经检验，燃煤是造成雾霾的主要原因之一，下列环境问题与燃煤有直接关系的是ABC（填字母序号，下同）．
A．酸雨  B温室效应  C．可吸入颗粒物增加
（2）今年冬季北方地区出现大范围灰霾天气，据检测首要污染物为PM2.5．下列关于PM2.5的说法或减少PM2.5措施错误的是A．
A．PM2.5是指大气中直径超过2.5μm的颗粒物  B．控制城市汽车保有量
C．PM2.5专用口罩利用了活性炭的吸附性  D．冬季取暖用天然气替代燃煤
（3）目前，我国面临能源消费结构不合理、区域分布布均衡、利用率不高等问题．图1是我国目前与十二五计划能源结构变化的对比图，从图中可以看出，主要调整是减少煤和石油的使用、增加天然气和非化石能源的使用．

（4）解决环境问题需要科技进步，如CO₂含量不断升高，使全球气候问题日趋严重，科学家认为，人类不仅要努力减少CO₂的排放，更重要的是将CO₂转化为有用物质．将CO₂转化为化工原料乙烯（C₂H₄），其反应的微观过程如图2所示：

请写出上述反应的化学方程式2CO₂+6H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{加热}$C₂H₄+4H₂O．
（5）近年来科学家正致力于减少大气中二氧化碳含量的研究：
①将空气中的CO₂压缩后贮藏于冰冷的深海，但有科学家担心这样会增加海水的酸度，导致海洋生物死亡，CO₂是海水酸度增加的原因是CO₂+H₂O=H₂CO₃（用化学方程式表示）．
②将过多的CO₂和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷．这个反应的化学方程式是CO₂+4H₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₄+2H₂O．
（6）某烟气脱硫的工艺不仅能消除SO₂，还能将其转化为石膏（CaSO₄•2H₂O）等产品，实现“变废为宝”．主要物质转化关系如图3：【资料：SO₂和CO₂的化学性质类似】

（1）设备1中，通过喷淋水脱去烟气中的SO₂，该反应的化学方程式为SO₂+H₂O=H₂SO₃．
（2）设备2中，加入CaCO₃的目的是将H₂SO₃转化为CaSO₃．
（3）设备3中，反应前后化合价发生改变的元素是O，S．

Answer 1

分析 （1）根据化石燃料的种类进行分析；根据煤燃烧的产物
（2）根据PM_2.5是指空气中直径小于或等于5微米的颗粒物进行分析；
（3）根据图中的数据，可推测：减少煤炭的使用，增加石油和天然气、化石能源的使用；
（4）根据微观示意图可知：二氧化碳与氢气转化为化工原料乙烯（C₂H₄），则可书写化学方程式；
（5）①根据题目中的信息“将空气中的CO₂压缩后贮藏于冰冷的深海．但有科学家担心这样做会增加海水的酸度”进行分析；
②根据题目中的信息“CO₂和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷”进行分析；
（6）①根据SO₂和水反应生成亚硫酸解答；
②根据H₂SO₃和CaCO₃反应生成亚硫酸钙解答；
③根据氧气和CaSO₃反应生成硫酸钙解答．

解答 解：（1）煤、石油、天然气属于化石燃料；将煤燃烧能生成二氧化碳、二氧化硫等物质，还能产生大量的灰尘，生成的二氧化碳能形成温室效应，生成的二氧化硫能形成酸雨，产生的大量灰尘增加了空气中的可吸入颗粒物；故答案为：石油；
（2）因为PM_2.5是指空气中直径小于或等于5微米的颗粒物，故A说法错误；而“控制城市汽车保有量”“PM2.5专用口罩利用了活性炭的吸附性”“冬季取暖用天然气替代燃煤”说法正确；
（3）我国目前与十二五计划能源结构变化的对比图，可推测：减少煤炭和石油的使用，增加天然气、非化石能源的使用；
（4）根据微观示意图可知：CO₂和H₂在条件下转化为化工原料乙烯（C₂H₄）和水，配平即可，故其化学方程式为：2CO₂+6H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{加热}$C₂H₄+4H₂O；
（5）①根据信息“将空气中的CO₂压缩后贮藏于冰冷的深海．但有科学家担心这样做会增加海水的酸度”知，二氧化碳与水反应生成了碳酸，方程式为：CO₂+H₂O=H₂CO₃；②根据信息“CO₂和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷”知，化学方程式为：CO₂+4H₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₄+2H₂O；
（6）①SO₂和水反应生成亚硫酸，该反应的化学方程式为：SO₂+H₂O=H₂SO₃；
②据H₂SO₃和CaCO₃反应生成亚硫酸钙；
③氧气和CaSO₃反应生成硫酸钙，氧元素由0价变为-2价，硫元素由+4价变为+6价．
故答案为：（1）天然气；ABC；（2）A；（3）减少煤和石油的使用、增加天然气和非化石能源的使用；（4）2CO₂+6H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{加热}$C₂H₄+4H₂O；（5）①CO₂+H₂O=H₂CO₃；②CO₂+4H₂$\frac{\underline{催化剂}}{△}$CH₄+2H₂O；（6）①SO₂+H₂O=H₂SO₃；②CaSO₃；③O，S．

点评 此题考查知识点较多，可依据已有的知识进行解答．