18(7分)阅读下面的短文并回答问题。
为应对$\ce{CO_{2}}$等温室气体引起的气候变化问题,世界各国以全球协约的方式减排温室气体,我国提出争取2030年前达到“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的目标。现阶段我国的能源结构以化石燃料为主,其燃烧释放出大量的$\ce{CO_{2}}$。通过植树造林、海洋封存、矿石碳化和综合利用等途径可降低大气中$\ce{CO_{2}}$浓度。
综合利用:工业上可以将$\ce{CO_{2}}$转化成甲醇$(\ce{CH_{3}OH})$等资源,$\ce{CO_{2}}$和氢气在一定条件下生成甲醇和一种常见的液体氧化物。一定条件下,该反应在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示。
(1)化石燃料包括煤、
石油
、天然气等。
(2)$\ce{CO_{2}}$可以封存在海洋里,但会引起海水酸化,体现出二氧化碳的性质是
能与水反应
。
(3)写出利用$\ce{CO_{2}}$合成甲醇的化学方程式:
$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
,甲醇$(\ce{CH_{3}OH})$中碳、氢、氧元素的质量比为
3:1:4
(填最简整数比)。
(4)由图可知,为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为有分子筛膜、
温度为$210\ °\mathrm{C}$
。
(5)下列说法正确的是
D
(填字母)。
A. “碳达峰”“碳中和”中的“碳”指的是碳单质
B. 大气中$\ce{CO_{2}}$过多会导致温室效应加剧,也会造成酸雨
C. 植树造林是利用植物的光合作用吸收$\ce{CO_{2}}$,光合作用属于物理变化
D. 推广使用太阳能、风能等新能源代替化石燃料,可以减少$\ce{CO_{2}}$的排放

答案:18. (1) 石油 (2) 能与水反应 (3) $\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$ 3:1:4 (4) 温度为$210\ °\mathrm{C}$ (5) D
解析:
【分析】
本题围绕“碳达峰、碳中和”的热点,考查化学基础知识点与图像分析能力。解题思路如下:
1. 第(1)题:回忆三大化石燃料的种类,直接填写对应物质。
2. 第(2)题:海水酸化源于CO₂与水反应生成碳酸,据此判断CO₂的性质。
3. 第(3)题:根据质量守恒定律推导反应产物,配平化学方程式;按元素相对原子质量与原子个数的乘积比计算甲醇中元素质量比。
4. 第(4)题:观察图像,提取有分子筛膜时甲醇产率最高对应的温度,确定最佳条件。
5. 第(5)题:逐一分析选项,结合“碳”的含义、酸雨成因、光合作用的变化类型、新能源的作用等知识判断正误。
【解析】
(1) 三大化石燃料包括煤、石油、天然气,故填石油。
(2) CO₂能与水反应生成碳酸,使海水酸化,故填能与水反应。
(3) 根据质量守恒,CO₂和H₂在一定条件下生成CH₃OH和H₂O,配平后化学方程式为$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$;甲醇中C、H、O元素质量比为$12:(1×4):16=3:1:4$。
(4) 由图像可知,有分子筛膜时,210℃左右甲醇产率最高,故最佳条件为有分子筛膜、温度为$210\ °\mathrm{C}$。
(5) 选项分析:A项“碳”指CO₂,错误;B项酸雨由SO₂、NO₂等引起,CO₂过多导致温室效应,错误;C项光合作用生成新物质,属于化学变化,错误;D项新能源代替化石燃料可减少CO₂排放,正确,故选D。
【答案】
(1) 石油
(2) 能与水反应
(3) $\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$;3:1:4
(4) 温度为$210\ °\mathrm{C}$
(5) D
【知识点】
化石燃料、二氧化碳的性质、化学方程式书写
【点评】
本题结合“碳达峰、碳中和”的社会热点,考查化学基础知识点与图像分析能力,难度适中,需学生掌握基础化学概念并结合图像提取信息,同时关注化学与环境的联系。
【难度系数】
0.6
19(8分)元素周期表是学习和研究化学的重要工具,它能准确地预测各种元素的特性及其之间的关系。
(1)如图甲是第3周期部分元素的原子结构示意图,如图乙为氧原子结构示意图及氧元素在元素周期表中的信息,如图丙是第3周期部分元素原子序数与最高正价、最低负价间的关系图。
① 图甲中硅原子结构示意图中$x$的数值为
8
。
② 图乙中“16.00”的含义是
氧元素的相对原子质量为16.00
,氧元素与图甲中
W
(填“X”“Y”“Z”或“W”)元素的化学性质相似。
③ 结合图甲、图丙分析,元素的化合价与原子结构的关系为
元素的最高正价的数值与原子的最外层电子数相等(合理答案均可)
(任写一条)。

(2)如图丁是硫元素的部分价类图,请回答下列问题:
① 物质类别M是
氧化物
。
② 氢化物和氧化物都是由两种元素组成的化合物,则A点对应的物质的化学式为
$\ce{H_{2}S}$
。
③ $C$点对应的物质由$\ce{Cu^{2+}}$和$\ce{SO^{2-}_{4}}$构成,其溶液能与$\ce{Fe}$反应生成红色固体和浅绿色溶液,该反应的化学方程式为
$\ce{Fe + CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + Cu}$
。
答案:19. (1) ① 8 ② 氧元素的相对原子质量为16.00 W ③ 元素的最高正价的数值与原子的最外层电子数相等(合理答案均可)
(2) ① 氧化物 ② $\ce{H_{2}S}$ ③ $\ce{Fe + CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + Cu}$
解析:
【分析】
本题围绕元素周期表、原子结构示意图、化合价与原子结构的关系、价类图展开,解题思路如下:
1. (1)①利用原子中质子数等于核外电子数,计算硅原子的第二层电子数;
2. (1)②明确元素周期表单元格数字的含义,根据元素化学性质由最外层电子数决定,对比第3周期元素的最外层电子数找相似元素;
3. (1)③结合第3周期元素最高正价与最外层电子数的规律,总结化合价与原子结构的关系;
4. (2)①根据SO₃的组成判断物质类别;
5. (2)②根据A点硫的化合价,结合氢化物的组成规则写出化学式;
6. (2)③确定C点物质为硫酸铜,依据置换反应规律书写化学方程式。
【解析】
(1)①原子中质子数=核外电子数,硅原子质子数为14,核外电子排布为2、x、4,因此2+x+4=14,解得x=8;
②元素周期表单元格中下方数字表示元素的相对原子质量,故“16.00”表示氧元素的相对原子质量为16.00;氧原子最外层电子数为6,图甲中第3周期的W元素(硫,原子序数16)最外层电子数也为6,二者化学性质相似;
③观察第3周期元素的最高正价:Na(+1)、Mg(+2)、Al(+3)、Si(+4)、P(+5)、S(+6)、Cl(+7),可知元素的最高正价数值等于原子的最外层电子数(合理即可);
(2)①M对应的物质是SO₃,由两种元素组成且含O元素,属于氧化物,故物质类别M是氧化物;
②A点为硫的氢化物,硫元素化合价为-2,氢元素为+1价,根据化合物中正负化合价代数和为0,化学式为H₂S;
③C点对应的物质由Cu²+和SO₄²-构成,为CuSO₄,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为:Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu;
【答案】
(1)①8;②氧元素的相对原子质量为16.00;W;③元素的最高正价的数值与原子的最外层电子数相等(合理即可);
(2)①氧化物;②H₂S;③Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu;
【知识点】
原子结构与元素性质;化合价规律;化学方程式书写;
【点评】
本题综合考查化学基础核心知识点,需掌握原子结构计算、元素性质与最外层电子数的关系、价类图分析等,是化学常规题型,侧重基础应用。
【难度系数】
0.6