4.1 模块3 自然界的碳循环、氧循环与碳中和-2024年初中学业水平考试化学总复习

初中学业水平考试总复习·化学川 模块3：自然界的碳循环、氧循环与碳中和 学业要求 1.能举例说出自然界中碳循环、氧循环的 2.能辨识产生温室效应的物质，能举例说 途径。 出防止温室效应进一步加强应采取的错误。 考点例析 考点1自然界的碳循环、氧循环 平衡。 例(2018·秦安改编)“水循环”“氧循环” 【解析】(1)“碳循环”中二氧化碳发生了 和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请 化学变化，“氧循环”中氧气发生了化学变化；地 结合下图回答问题： 球表面的“水循环”主要是由水分子的运动引起 太阳 的，发生的是物理变化；(2)A项，每个人都要呼 不光照 光合 吸、吃食物，都在参与碳、氧循环，正确：B项， C0然 作用 碳、氧循环过程中各元素守恒，植物在光合作用 结的HQ⑨装腾 0 吸 时，二氧化碳中的氧元素化合价为一2价，生成 C0②降水 汽车 的氧气中的氧元素化合价为0价，在反应过程 ①发 海洋 发 中化合价改变，错误；C项，在碳、氧循环中，有 煤、石油、天然气 氧气、二氧化碳的消耗也有二氧化碳、氧气的生 (1)从物质变化及分子角度看，三种循环中 有一种与另外两种在变化上有本质的区别，这 成，碳、氧循环利于维持大气中氧气和二氧化碳 种循环主要是由 的运动引起的： 含量的相对稳定，正确：D项，植物的光合作用 (2)用学科观点分析碳循环和氧循环，其中 是化学变化，根据质量守恒定律可知，在化学变 正确的是 (填字母序号)： 化中原子的种类、数目不变，绿色植物的作用不 是使自然界中的氧原子总数增加，错误。(3)植 A.变化观：每个人都在参与碳、氧循环 物的光合作用消耗二氧化碳，二氧化碳溶于水 B.守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒， 其化合价不变 消耗二氧化碳，故选①⑥。 C.平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中 【答案】(1)水分子：(2)AC:(3)①⑥。 氧气和二氧化碳含量的相对稳定 考点2碳中和 D.微粒观：绿色植物的作用是使自然界中 例(2022·滨州)我国宣布力争2030年 的氧原子总数增加 前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现“碳 (3)自然界中的碳循环主要是通过二氧化 中和”。与此“低碳”理念不相符的是( 碳来实现的。图中消耗二氧化碳的途径有 A.大力发展火力发电，满足用电需求 (填数字序号)。近年来，大气中二氧 B.全民参与植树造林，禁止乱砍滥伐 化碳含量增加，导致温室效应，因此人类要积极 C.限制燃放烟花爆竹，文明庆贺节日 采取措施维持循环体系中二氧化碳的相对 D.减少使用化石燃料，提倡绿色出行 154 主题四化学与社会·跨学科实践 【解析】A项，火力发电的原理为利用煤 C项，限制烟花的燃放能防止空气污染，与“低 炭的燃烧发电，大力发展火力发电会增大空气 碳”理念相符，不符合题意；D项，减少使用化石 中二氧化碳的排放，与“低碳”理念不相符，符合 燃料，提倡绿色出行，能减少空气的污染，与“低 题意：B项，多植树造林，禁止乱砍滥伐，有利于 碳”理念相符，不符合题意。 空气的净化，与“低碳”理念相符，不符合题意： 【答案】A 素养整合 例(2022·张家界)阅读下列材料，结合 方程式为：C0,十3X一定条件 CH,OH+H,O, 所学的化学知识回答问题： 其中X的化学式为 2021年11月，第26届联合国气候大会在 (3)CO2在一定条件下生成CO和O,该 英国格拉斯哥召开，讨论的核心物质仍是 反应的基本反应类型是 CO2,如何降低大气中CO2浓度，是人类一直 (4)“我国科学家利用二氧化碳直接人工合 在研究的重要议题。全球碳循环如图所示： 成淀粉”的意义： 人'中的0 (写一条)。 作用 作州作用 上业生网 【解析】(1)由全球碳循环图可知：在全球 汽尼气 碳循环中，大气中二氧化碳的来源有化石燃料 州 的燃烧，降低大气中二氧化碳含量的途径有大 动梢物远棒 力植树造林：(2)由质量守恒定律可知：化学变 i油、天然气 化前后原子的个数和种类不变，工业上将二氧 对二氧化碳的综合利用是国际研究的热 化碳转化为甲醇的化学方程式为：C),十3X 点，如：工业上可以将CO,转化成尿素、甲醇等 资源：科学家还发现了一种镍与有机物组成的 一定条件CH,OH十H:O,则X的化学式为 H2;(3)二氧化碳在一定条件下反应生成一氧 混合催化剂，利用太阳光能，可将水中溶解的 化碳和氧气，一种物质参与反应生成多种物质 CO2转化成CO和O2;我国科学家在实验室首 次实现了利用C)2直接人工.合成淀粉 的反应叫做分解反应，该反应属于分解反应： (4)“我国科学家利用二氧化碳直接人工合成淀 [(CHO).],这是中国科学家在人工合成淀 粉”可以减少二氧化碳的排放，可以缓解温室 粉方面取得的颠覆性、原创性突破。 效应。 (1)在全球碳循环中，大气中二氧化碳的来 【答案】(1)化石燃料的燃烧（合理即可）： 源有 (写一条)， 大力植树造林：(2)H2:(3)分解反应：(4)缓解 降低大气中二氧化碳含量的途径有 温室效应。 (写一条) (2)工业上将二氧化碳转化为甲醇的化学 课时训练 一、选择题 达到平衡，实现二氧化碳相对“零排放”。下 1.(2022·贵港)我国提出2060年前实现“碳中 列为实现该目标的措施不合理的是( 和”。“碳中和”是指二氧化碳的排放与吸收 A.大力提倡植树造林 155 峰鱼初中学业水平考试总复习·化学 B.开发氢能源汽车 错误的是( C.露天焚烧秸秆作肥料 夜化 秽化 C0,+H0 C0+H,0 Y+0 D.使用新技术捕集、利用二氧化碳 秘化2 化2 2.2021年7月20日，河南中北部出现特大暴 雨。2022年6月18日，高温热浪席卷河南， A.图一中X溶液显酸性，是形成酸雨的主要 晴热少雨，部分县市气温超过40℃，地表温 原因 度超70℃，这样的气候与温室效应增强有直 B.图二转化1实现了无机化合物到有机化 接关系。有关“温室效应”的说法不正确的是 合物的转化 () C.图一、图二对比说明，反应物相同，反应条 A.温室效应使全球平均地表温度提高到目 件不同，产物不同 前适合人类生存的15℃左右 D.碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧 B.能产生温室效应的气体主要有CO、CO2、 化碳和氧气含量的相对稳定 CH、O,等 6.CO,捕集和资源化利用是碳中和领域的研究 C.温室效应增强会导致极端气候事件发生 热，点，中国科学家已实现由CO2到淀粉的全 频率和强度增加 人工合成，主要过程的微观示意图如下。下列 D.我们每一个人都应该传播“低碳”理念，为 说法错误的是( 保护地球尽一份责任 ⑦装不7 ●气 3.(2019·丹东)低碳生活倡导我们在生活中注 重环保，减少空气中二氧化碳的含量，下列做 法符合低碳生活理念的是( ● A.反应I中物质C●c的化学式为CH,O A.减少化石燃料的使用 B.使用乙醇汽油 B.O2是反应I和反应Ⅱ过程中可循环利用 的物质 C.多使用一次性木筷 C.反应生成的两种物质的分子个数比为1：1 D.多使用私家车出行 D.该成果对解决温室效应具有重要的实践 4.(2021·泰安)“碳达峰”“碳中和”是近期频繁 意义 出现的热词。关于碳循环和氧循环，下列说 二、填空题 法不正确的是( ) 7.以CO2为主的温室气体排放越来越成为社 A.碳循环和氧循环过程中均发生了化学 会关注的热点。 变化 (1)倍化剂 B.碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧 太则能 化碳和氧气含量的相对稳定 电的 红'+氧( C.绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又 涉及氧循环 氢气发电 〈1)燃料电池 D.碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧 (1)近年来，空气中CO2含量不断上升的主 气的循环 要原因是 5.(2022·秦安)如图是自然界中碳、氧循环简 (2)绿色化学是从源头上消除或减少对环境 图(X为HCO3,Y为C6HO。)。下列说法 的破坏，其重要原则有： 156 主题四化学与社会·跨学科实践 ①拒用。如生活中不使用一次性筷子。 承诺，中国将在2060年前实现碳中和，请回 ②再生。如图是科学家设计的一种理想 答以下问题： 的氢元素循环模式。它实现了低碳诚排， (1)“碳循环”与“碳中和”中的“碳”，含义是否 请写出(1)中发生反应的化学方程式： 相同？ 。为什么？ ③回收。目前使用膜分离法从空气中分 (2)有人认为碳循环过程中碳元素的化合价 离出C):,这个过程CO,发生 始终保持不变，你认为是否正确？ (填“物理”或“化学”)变化。这些CO2可 ,你的证据是（用化学方程式表 作为气体肥料， 还可制造用于人 示) 工降雨。 (3)碳循环中的关键物质 一二氧化碳 8.(2021·威海改编)碳中和，中国在行动。 ①天然气的主要成分是甲烷，若每个家庭 人类在向大自然获取物质和能源的过程 每天平均消耗甲烷0.32kg,按三亿个家 中，对物质的循环产生影响。有研究表明，大 庭计算，每天向大气中排放 kg 气中的碳元素只占地球碳总量的 二氧化碳（假设甲烷完全燃烧）。 0.0000319%。通常，这部分碳是通过自然界 ②沼气的主要成分也是甲烷，是利用植物 中的碳循环（包括大气、海洋、地表生物、火山 秸秆等废物发酵而成。为解决能源需求 爆发等)实现平衡。由于人类过度开采使用 跟气候变暖之间的矛盾，有学者建议：用 地下碳（主要是化石燃料），导致工业革命以 沼气替代天然气，这样就不会额外增加二 来碳排放量急剧增加，正是这部分碳打破了 氧化碳的排放量。请你解释其中的道理： 大气中二氧化碳的平衡。 为减缓温室效应，我国政府向世界庄严 157依据题意可知，该品牌工业品纯碱总碱量：为一个深刻的社会危机，认识正确；项，地球 约为99.1%，属于Ⅲ类优等品。 ;上的水存量很多，但淡水资源并不充裕，水不 答：该品牌工业品纯碱属于Ⅲ类优等品。 是取之不尽用之不竭的，认识错误：d项，地球 主题四化学与社会·跨学科实践 :上的水存量很多，但淡水资源并不充裕，应节 专题一化学与可持续发展 约用水，认识正确。 模块1：空气污染及防治 模块3：自然界的碳循环、氧循环与碳中和 1.D2.B3.B4.D5.A 1.C2.B3.A4.D5.A6.C 6.(1)电动出租车能减少化石燃料的燃： 7.(1)大量燃烧含碳的物质。(2)2HO 烧，减少空气污染（或垃圾清扫车能减少垃圾： 太阳能2H:↑十0，↑：物理；干冰。 催化剂 的量，有利于保护环境或喷水雾汽车能减少空 【解析】(1)因生活、生产中化石燃料的燃 气中可吸人颗粒的量)：(2)SO2(合理即可)： 烧能产生大量的二氧化碳，则大量含碳物质的 (3)abc。 燃烧是造成空气中CO2含量不断上升的主要 7.(1)AD:(2)洋湖湿地公园：(3)ACD 【解析】(2)空气质量级别越低表示空气质： 原因。(2)②(I)中为水在太阳能和催化剂的 量越好，因此空气质量最好的地区是洋湖湿地作用下分解生成氢气和氧气：③目前使用膜分 公园：(3)积极植树造林，改进工艺减少粉尘产： 离法从空气中分离出C)2,是利用各种气体在 生，道路勤酒水都有助于减少空气中的粉尘含：不同膜材料中渗透速率的差异来实现分离的， 量，不能禁止建筑工地工作。 这个过程没有新物质生成，发生物理变化：这 模块2：爱护水资源 些CO2可作为气体肥料，二氧化碳的固态干 1.D2.D3.D4.A 冰升华吸热还可用于人工降雨。 5.(1)市政供水：(2)物理变化：能耗大、成： 8.(1)否（或不相同）：前者指碳元素，后者 本高：(3)水分子：(4)a:(5)淘米水用来浇花 指二氧化碳：(2)否（或不正确）：C+0,点尴 6.(1)N,(2)苏州河；下降：变好：(3)d:长C0,:(3)①2.64×10：②沼气燃烧产生二氧化 江口；(4)c:(5)c。 碳，植物光合作用吸收二氧化碳，形成碳循环， 【解析】1)由图1可知，2018年上海市主：不会额外增加碳排放量。 要河流水质类别中占比最高的是下类水体。： 【解析】(1)“碳循环”与“碳中和”中的 (②)由图2可知，上海市主要河流中氨氮浓度“碳”，含义不相同，前者指碳元素，后者指二氧 污染最严重的河流是苏州河：近年来全市主要化碳：(2)不正确，如残燃烧生成二氧化碳，化 河流的该污染指数变化明显呈下降趋势，由此： 合价发生了改变，该反应的化学方程式为：C十 推断上海市主要河流的水质在变好。(3)a项，： 深化苏实河长制、湖长制，有利于保护水资源，0，C0: 解释合理：b项，关停或整改存在污染隐患的： (3)①解：设每个家庭消耗甲烷生成二氧 企业，减少了污染，解释合理：心项，清理污染河化践的质量为x 道的底泥，减少了污染，解释合理：d项，生活污 CH,+20.点芯C0,+2H,0 水直接排入河道，污染了水体，解释不合理。！ 16 44 (4)据图2可知，长江口的水中氨复含量更低，： 0.32kg 水质更优：能杀死做小生物的步骤是加氯消： 160.32kg 毒，即步骤c:(5)a项，水被污染后，会对环境 44 x=0.88kg 造成危害，认识正确：b项，水资源不足，将成： 故按三亿个家庭计算，每天向大气中排 -235 放：0.88kg×300000000=2.64X103kg二氧：中，通入氧气前，水中白磷不燃烧，通入氧气 化碳。 :后，水中白磷也能燃烧，该实验目的是更加直 ②沼气是利用植物秸秆等废物发酵而成，观地说明燃烧需要氧气：(3)铜片上的红磷没 沼气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化：有燃烧的原因是温度未达到红磷的着火点。 碳，植物又可通过光合作用吸收二氧化碳，形· 模块5：燃料的合理利用与开发 成碳循环，不会额外增加碳排放量。 1.D2.B3.D4.C 模块4：燃烧与灭火 5.(1)不可：天然气：石油；(2)温室：太阳 1.D2.A3.C4.D 能（合理即可） 5.D6.C7.D8.C 【解析】(1)人们使用的燃料大多来自化石 9.(1)③：(2)①：(3)②：(4)AB 燃料，如煤、石油和天然气等，是不可再生能 【解析】(1)图一所示实验改变的变量是可！源，其中比较清洁的燃料是天然气（主要成分 燃物，其他条件不变，因此说明燃烧应具备的：是甲烷，燃烧生成二氧化碳和水)：汽油是石油 条件是：③有可燃物：(2)图二所示实验改变的加热炼制得到的产品：(2)化石燃料燃烧产生 变量是是否与氧气充分接触，其他条件不变，：的二氧化碳过多排放到空气中，会增强温室效 说明燃烧应具备的条件是：①与氧气接触：(3)：应：新能源的利用可有效缓解该问题，目前正 图三所示实验改变的变量是温度是否到达着在利用和开发其他新能源，如大阳能、核能、风 火点，其他条件不变，铜片上白磷达到着火点：能，地热能、潮汐能等。 燃烧，而红磷温度没达到着火点不燃烧，说明 6.(1)C:(2)低：(3)①氢：②A:(4)①分子 燃烧应具备的条件是：②温度达到着火点：(4)：间的间隔：②单质；③3 因为白磷的着火点只有40度，因此需要浸没！ 【解析】(1)A项，氢气的燃烧产物为水，无 在冷水中保存：红磷的着火点较高因此少量红：污染，所以氢能是一种清洁能源，正确：B项， 磷可用广口试剂瓶，密封保存。 利用太阳能发电并电解水制氢，过程中不产生 10.(1)白磷未与氧气接触：(2)燃烧需要：二氧化碳，故可实现二氧化碳零排放，正确：C 温度达到可燃物的着火点。 :项，现阶段使用的能源中，含有化石能源，故氢 【解析】(1)I中白磷达到了着火点，但是：能不能完全替代化石能源，错误：(2)根据题目 隔绝了氧气，故不燃烧的原因是白磷未与氧气：信息可知，利用液氨的低温可将C0液化分 接触：(2)Ⅱ中升高右侧漏斗至红磷露出水面，：离，从而获得纯净的氢气，说明氢气的沸点比 红磷与氧气接触不燃烧，是因为温度没有达到C0更低：(3)①元素的种类由质子数决定，氚 红磷的着火点：Ⅲ中升高左侧漏斗至白磷露出原子中含有一个质子，因此属于氢元素：②根 水面，白磷与氧气接触，且温度达到了着火点据题目信息可知，氚是一种原子核中有1个质 白磷燃烧，由此可得出，燃烧需要温度达到可子和2个中子的原子，原子的质子数等于核外 燃物的着火点。 :电子数，故能表示原子的是A图：(4)①压缩 11.()铜片上的白磷燃烧而热水中的白：过程分子间间隔变小：②石墨烯是一种只含有 磷不燃烧：4P+50,点尴 2P,O5:(2)更加直观碳元素的纯净物，故属于单质：③化合物LiN 地说明燃烧需要氧气：(3)温度未达到红磷的：中质量比m(Li):m(N)=7x:14=3:2,解 着火点：(4)提供热量和隔绝氧气。 得x=3。 【解析】(1)实验I中铜片上的白磷燃烧而： 7.(1)节约使用，提高化石燃料的利用率 热水中的白磷不燃烧，控制的变量为氧气，两：（合理即可）：(2)AB。 者对比说明可燃物燃烧需要氧气：(2)实验Ⅱ： 【解析】(2)A项，煤中舍有硫、氮等元素， —236