《2025年教材完全解读九年级化学上册人教版》

例 2021·荆州中考
我国力争在 2060 年前实现“碳中和”(二氧化碳的排放与吸收平衡,实现“零排放”),保护环境。实现“碳中和”通常可采取如下措施：
(1) 碳减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼$(B)$ 可与物质 $X$ 反应制取氢气,化学方程式为 $2B + 6X\xlongequal{一定条件}2B(OH)_{3} + 3H_{2}\uparrow$,则 $X$ 的化学式为$H_{2}O$,$B(OH)_{3}$ 中 $B$ 的化合价为$+3$。
(2) 碳“捕捉”与封存：碳“捕捉”可用氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳,该反应的化学方程式为$2NaOH + CO_{2}\xlongequal{}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$。
(3) 碳转化：一定条件下,可将二氧化碳在催化剂表面转化成某种有机清洁燃料,其反应原理如图所示。该反应的化学方程式为$3H_{2} + CO_{2}\xlongequal[一定条件]{催化剂}H_{2}O + CH_{3}OH$。

答案： 解
(1) 由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类与数目保持不变。反应前有 2 个硼原子,反应后有 2 个硼原子、6 个氧原子和 12 个氢原子,所以 6 个 $X$ 分子中含有 12 个氢原子和 6 个氧原子,则 $X$ 的化学式为 $H_{2}O$；在化合物中,氢氧根显 $-1$ 价,由化合物中各元素正负化合价的代数和为零的原则可知,$B(OH)_{3}$ 中 $B$ 的化合价为 $+3$。
(2) 氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水：$2NaOH + CO_{2}\xlongequal{}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$。
(3) 由题图可知,氢气和二氧化碳在催化剂作用下和一定条件下生成水和 $CH_{3}OH$,化学方程式为 $3H_{2} + CO_{2}\xlongequal[一定条件]{催化剂}H_{2}O + CH_{3}OH$。
答
(1) $H_{2}O$ $+3$
(2) $2NaOH + CO_{2}\xlongequal{}Na_{2}CO_{3} + H_{2}O$
(3) $3H_{2} + CO_{2}\xlongequal[一定条件]{催化剂}H_{2}O + CH_{3}OH$