第17讲 自然界中的碳循环-【暑假弯道超车】2025年新九年级化学暑假提升精品讲义（沪教版2024）

第17讲 自然界中的碳循环 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1.能利用二氧化碳的性质分析、说明其对自然界和人类生产生活的影响； 2.能以自然界中的碳循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的重要意义； 3.能初步形成资源回收、保护环境的意识，践行节能减排、绿色低碳的生活方式。 一、自然界中的二氧化碳 （1）二氧化碳在自然界中的循环: ①二氧化碳的产生途径:动植物的　呼吸作用　、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。  ②二氧化碳的消耗途径:绿色植物的　光合作用　。  （2）温室效应的危害:全球气候变暖,导致两极的冰川融化,使海平面　升高　等。  （3）防止温室效应的措施:　减少使用化石燃料,使用清洁能源;大力植树造林,严禁乱砍滥伐等　。  二、碳达峰碳中和目标的实现 1．中国担当——“双碳”目标：二氧化碳排放力争2030年前达到　峰值　,努力争取2060年前实现　碳中和　。  2．低碳行动的措施 控制大气中二氧化碳的含量，防止温室效应进一步增强。 （1）世界各国签署限制二氧化碳排放的国际公约，并严格执行； 《巴黎协定》的长期目标是将本世纪全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内。  （2）减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源； （3）促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提高能源的生产效率和使用效率； （4）大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林； （5）采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存二氧化碳。 二氧化碳的捕集、利用与封存，是指将排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后，作为工业原料利用，或输送到选定地点长期封存，而不是释放到大气中。这一过程主要利用了二氧化碳的物理性质和化学性质。 三、实现“双碳”目标中化学科学的新使命 全世界科学家高度关注二氧化碳的转化和综合利用，尝试运用化学原理和方法，积极研究如何使二氧化碳资源化，以促进自然界中碳的循环：寻求低成本的捕集方法，把二氧化碳转变为燃料，从而使二氧化碳在促进人类可持续发展中发挥更大的作用。　　　　　　　　　　　　　　 考点1 自然界中的二氧化碳 【例1】“碳中和”是指我国努力争取2060年前实现产生CO2和消耗CO2相当，达到相对“零排放”，下列做法有利于“碳中和”的是（ ） A．使用氢能源汽车 B．大力发展火力发电 C．工厂废气不处理直接排放 D．春节燃放烟花爆竹，增添节日气氛 【答案】A 【解析】A、氢能源汽车在运行过程中不产生二氧化碳，有助于减少二氧化碳的排放，有利于“碳中和”，符合题意； B、火力发电通常依赖化石燃料的燃烧，会产生大量二氧化碳，不利于“碳中和”，不符合题意； C、工厂废气中可能含有二氧化碳及其他污染物，直接排放会增加二氧化碳排放，不利于“碳中和”，不符合题意； D、燃放烟花爆竹会产生二氧化碳及其他污染物，不利于“碳中和”，不符合题意。 故选：A。 【变式1-1】如图是自然界存在的三大重要循环——“水循环”、“氧循环”、“碳循环”。用学科观点分析循环过程，其中错误的是（ ） A．“水循环”、“氧循环”和“碳循环”的失衡会导致人类生存环境恶化 B．水循环过程中水分子之间的间隔会发生变化 C．碳、氧循环有利于维持大气中和含量相对稳定 D．低碳行动中的“碳”指的是碳单质 【答案】D 【解析】A、“水循环”“氧循环” 和 “碳循环” 对于维持地球生态平衡至关重要。例如，碳循环失衡，大气中二氧化碳含量过多，会导致温室效应加剧，全球气候变暖，使人类生存环境恶化；水循环失衡可能引发干旱或洪涝等灾害；氧循环失衡会影响生物的呼吸等生命活动， “水循环”、“氧循环” 和 “碳循环” 的失衡会导致人类生存环境恶化，该选项说法正确，不符合题意； B、水在自然界循环过程中，会发生三态变化，当水由液态变为气态时，水分子之间的间隔增大；由气态变为液态或固态时，水分子之间的间隔减小，水循环过程中水分子之间的间隔会发生变化，该选项说法正确，不符合题意； C、碳循环中，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；生物的呼吸作用以及化石燃料的燃烧等消耗氧气，产生二氧化碳。氧循环中，植物光合作用产生氧气，生物呼吸和物质燃烧等消耗氧气。所以碳、氧循环有利于维持大气中O2和CO2含量相对稳定，该选项说法正确，不符合题意； D、低碳行动中的 “碳” 指的是二氧化碳，倡导减少二氧化碳等温室气体的排放，以缓解温室效应，并非碳单质，该选项说法错误，符合题意。 故选D。 【变式1-2】物质的循环在自然界广泛存在。自然界的水循环、碳循环和氧循环对保持生态平衡都有着十分重要的作用。下列对这三种循环过程的有关叙述中正确的是（ ） A．三种循环过程中物质的种类都会发生改变 B．水循环过程中的任何一种变化都不会有能量的改变 C．碳循环中的碳是指二氧化碳 D．参与三种循环的任何一种变化中原子的种类都不变 【答案】D 【解析】A、自然界中的碳循环中的“碳”是指碳元素，氧循环中的“氧”是指氧元素，均有新物质生成，属于化学变化，物质的种类均发生变化；水的天然循环是通过水的三态变化实现的，水的天然循环过程中，只是水的状态发生了改变，没有生成新物质，发生的属于物理变化，物质的种类不变，故A错误； B、水的天然循环是通过水的三态变化实现的，在此过程中，太阳为水的循环提供了能量；水的循环过程中伴随着能量的改变，故B错误； C、自然界中的碳循环中的“碳”是指碳元素，故C错误； D、自然界中的碳循环和氧循环，均有新物质生成，属于化学变化，根据质量守恒定律，则原子的种类不变，水的天然循环是通过水的三态变化实现的，过程中没有新物质生成，属于物理变化，原子的种类不变，因此参与三种循环的任何一种变化中原子的种类都不变，故D正确； 故选D。 考点2 碳达峰碳中和目标的实现 【例2】努力争取在2060年前实现“碳中和”是我国在联合国上的郑重承诺。下图为自然界中的“碳循环”模拟示意图，下列说法不正确的是（ ） A．“碳中和”是指使用碱中和CO2 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐 D．大量使用化石燃料使CO2排放量增加 【答案】A 【解析】A、“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”，不是用碱中和CO2，说法错误，符合题意； B、植物通过光合作用吸收二氧化碳，途径①表示植物的光合作用，说法正确，不符合题意； C、二氧化碳与水反应生成碳酸，最终部分碳酸会最终转化成碳酸盐，说法正确，不符合题意； D、化石燃料中都含有碳元素，化石燃料燃烧都会生成二氧化碳，因此大量使用化石燃料会使CO2排放量增加，说法正确，不符合题意。 故选A。 【变式2-1】中国在2020年提出2030年“碳达峰”目标。下列做法不利于“碳达峰”的是（ ） A．利用二氧化碳和氢制取燃料 B．多植树，扩大绿化面积 C．选用步行、骑行等出行方式 D．燃放烟花爆竹，增添春节气氛 【答案】D 【解析】A、利用二氧化碳和氢制取燃料，这样可以消耗二氧化碳，减少二氧化碳在大气中的含量，有利于“碳达峰”，故A选项不符合题意； B、多植树，扩大绿化面积，植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，能有效降低大气中二氧化碳的浓度，有利于“碳达峰”，故B选项不符合题意； C、选用步行、骑行等出行方式，可减少因使用化石燃料为动力的交通工具而产生的二氧化碳排放，有利于“碳达峰”，故C选项不符合题意； D、燃放烟花爆竹会产生大量的污染物，同时也会释放出二氧化碳等气体，增加了二氧化碳的排放，不利于“碳达峰”，故D选项符合题意； 故选：D。 【变式2-2】我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念，某实验中学开展了“我为低碳做贡献”的社会实践活动。 任务一：了解自然界中的碳循环 （1）自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 。 任务二：探究吸收二氧化碳的途径 海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，为探究水和海水对二氧化碳的吸收效果， 兴趣小组进行了如下实验： 【实验过程】相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水(模拟海水)法收集 CO2，(如图1)，待收集100mL CO2后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 CO2体积。重复实验，所测数据平均值如下表。 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 排水法时CO2，体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时CO2，体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 （2）图1发生装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）由上表数据分析：相同条件下，等体积水和食盐水吸收 CO2更多的是 (填“水"或“食盐水”)。 （4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100mL CO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使 CO2与水被植物油隔开( CO2与植物油不反应)。测得量筒内 CO2体积随时间变化曲线如图2所示。分析该图可得出的结论是 。 任务三：研制低碳行动方案 （5）低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层 面策应“低碳行动”，写出你的低碳行动打算 。 【答案】（1）绿色植物的光合作用 （2） （3）水 （4）有植物油隔离的情况下，可以减少二氧化碳在水中的溶解 （5）出行乘坐公交车、随手关灯、双面使用纸张 【解析】（1）自然界中消耗二氧化碳的主要方式是绿色植物的光合作用； （2）大理石主要成分是碳酸钙，则图1发生装置中发生的反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为； （3）由表中数据可知，排水法时二氧化碳的体积减小得快，排食盐水法时二氧化碳的体积减小得慢，说明相同条件下，等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水； （4）由图2可知，有植物油时二氧化碳的体积减小得慢，无植物油时二氧化碳的体积减小得快，说明有植物油隔离的情况下，可以减少二氧化碳在水中的溶解； （5）从“个人行为”层面策应“低碳行动”：出行乘坐公交车、随手关灯、双面使用纸张等。 考点3 实现“双碳”目标中化学科学的新使命 【例3】下列关于碳达峰、碳中和的说法错误的是（ ） A．二氧化碳排放过量会引起全球气候变暖 B．践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C．二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D．植树造林有助于减少二氧化碳排放 【答案】D 【解析】A、二氧化碳是主要的温室气体，二氧化碳排放过量会引起全球气候变暖，加剧温室效应，故正确； B、践行低碳行动，助于减少二氧化碳的排放，有助于实现碳达峰目标，故正确； C、碳中和是指排放的二氧化碳通过采取植树和节能减排的方式全部抵消，二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段，故正确； D、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，植树造林有助于吸收更多的二氧化碳，故错误； 故选D。 【变式3-1】设计低碳行动方案。以下方案不合理的是（ ） A．禁止使用化石能源 B．大力提倡植树造林 C．推广使用节能家电 D．开发低成本碳捕集技术 【答案】A 【解析】A、化石燃料的使用可以产生大量的二氧化碳，应该合理使用化石燃烧，禁止使用化石燃料是不现实的，故A符合题意； B、大力提倡植树造林，利用植物的光合作用可以有效的吸收空气中的二氧化碳，符合低碳的理念，故B不符合题意； C、推广使用节能家电，减少化石燃料的使用，可以有效的减少二氧化碳的生成，符合低碳的理念，故C不符合题意； D、开发低成本碳捕集技术，能有效的减少大气中二氧化碳的含量，符合低碳的理念，故D不符合题意。 故选A。 【变式3-2】二氧化碳的循环 （1）自然界中二氧化碳的循环 ①绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过 产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，并最终转变成碳酸盐。 ②生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、化石燃料燃烧、火山喷发等过程，又能将 重新释放到大气中。 （2）二氧化碳对地球生命具有重要意义 如果没有二氧化碳， 就不会发生，绿色植物就不会存在，人类和其他动物也就失去了生存的基础；如果没有二氧化碳，地表生物将遭受强烈 的伤害，甚至地球也可能会变成冰球。 （3）大气中二氧化碳含量逐年升高，这会对自然环境产生什么影响呢？ 大气中二氧化碳含量升高会导致 ，从而使冰川融化、海平面上升、生物圈受到影响。二氧化碳含量升高导致的气候变暖对延缓"冰期"到来具有积极的作用。 （4）低碳生活 在日常生活中尽可能直接或间减少 ，从而降低 的排放。 【答案】（1） 光合作用 二氧化碳/CO2 （2） 光合作用 紫外线 （3）温室效应 （4） 化石能源消耗 二氧化碳/CO2 【解析】（1）①绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，并最终转变成碳酸盐； ②生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、化石燃料燃烧、火山喷发等过程，又能将二氧化碳重新释放到大气中； （2）如果没有二氧化碳，光合作用就不会发生，绿色植物就不会存在，人类和其他动物也就失去了生存的基础； 如果没有二氧化碳，地表生物将遭受强烈紫外线的伤害，甚至地球也可能会变成冰球； （3）大气中二氧化碳含量升高会导致温室效应，从而使冰川融化、海平面上升、生物圈受到影响； （4）在日常生活中尽可能直接或间减少化石能源消耗，从而降低二氧化碳的排放。 基础达标 1．为使我国能在2060年前实现“碳中和”，下列做法不可取的是（ ） A．工业废气高空排放 B．开发清洁能源 C．沙漠上多植树种草 D．车辆尾气处理后排放 【答案】A 【解析】A、工业废气高空排放，废气虽然排放到了高空中，还是会污染空气，符合题意； B、开发清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，实现“碳中和”，不符合题意； C、沙漠上多植树种草，可以改善空气质量，增加二氧化碳的吸收，有利于实现“碳中和”，不符合题意； D、车辆尾气处理后排放，可以减少污染物的排放，保护环境，不符合题意。 故选A。 2．资源、能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。下列说法错误的是（ ） A．化工厂可通过加高烟囱排放废气达到环保目的 B．煤、石油、天然气是不可再生的化石能源 C．将CO2作为资源进一步利用是实现碳中和的有效方法 D．氢气是一种清洁高能燃料 【答案】A 【解析】A、化工厂加高烟囱排放废气，只是将废气排到高空中，并没有减少废气中污染物的含量，不能从根本上达到环保目的，该说法错误； B、煤、石油、天然气是古代生物遗体经过漫长地质年代形成的，在短期内不能再生，属于不可再生的化石能源，该说法正确； C、将CO2作为资源进一步利用，比如用于生产化工产品等，可减少大气中二氧化碳的含量，是实现碳中和的有效方法，该说法正确； D、氢气燃烧只生成水，无污染，且热值高，是一种清洁高能燃料，该说法正确。 故选A。 3．自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是（ ） A．三大循环过程中元素守恒，元素化合价不变 B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 C．碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生 【答案】A 【解析】A、三大循环中，“水循环”只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，各元素守恒，元素化合价不变，“碳循环”、“氧循环”中发生了化学变化，如光合作用等，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，元素守恒，但是“碳循环”、“氧循环”中化合价可能发生改变，如光合作用中氧元素化合价发生改变，符合题意； B、水的天然循环通过蒸发、降水等物理过程净化水并重新分配水资源。不符合题意； C、碳、氧循环通过光合作用（吸收二氧化碳，放出氧气）与呼吸作用（吸收氧气，放出二氧化碳）等动态平衡维持二氧化碳和氧气含量稳定，不符合题意； D、水循环以物理变化（三态变化）为主，而碳、氧循环涉及化学反应（如光合作用、燃烧），不符合题意。 故选A。 4．“碳循环”对维持生命、调节气候等具有关键作用。下列有关“碳循环”的说法正确的是（ ） A．海洋中的水能吸收二氧化碳 B．植物光合作用不能吸收二氧化碳 C．使用化石能源不会排放二氧化碳 D．动植物呼吸排放的二氧化碳是空气污染物 【答案】A 【解析】A、海水通过物理溶解和化学作用可以吸收大量二氧化碳（形成碳酸氢盐），约占全球碳循环的30%。选项正确； B、植物光合作用的核心就是吸收二氧化碳合成有机物，这是碳进入生物圈的主要途径，选项错误； C、化石能源（煤、石油等）燃烧会释放大量二氧化碳，是人为碳排放的主要来源选项错误； D、动植物呼吸排放的二氧化碳是自然碳循环的一部分，不属于空气污染物，选项错误； 故选A。 5．如图是自然界存在的三大重要循环—“水循环”、“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析下列循环，其中正确的是（ ） A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳单质 B．守恒观：氧循环过程中各元素守恒，且化合价不变 C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 D．微粒观：水循环过程中水分子的体积发生了变化 【答案】C 【解析】A、碳循环中的 “碳” 指的是碳元素，不是碳单质。在碳循环中，碳以二氧化碳、碳酸盐等多种含碳化合物的形式参与循环，A 错误； B、氧循环过程中各元素守恒，但化合价会发生变化 。例如光合作用中，二氧化碳（CO2）和水（H2O）反应生成氧气（O2），氧元素化合价从 -2 价变为 0 价；呼吸作用中，氧气参与反应，氧元素化合价从 0 价变为 -2 价，B 错误； C、碳循环中，植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；动植物呼吸作用及化石燃料燃烧消耗氧气，产生二氧化碳。氧循环也涉及氧气和二氧化碳等物质的转化，二者有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，C 正确； D、水循环过程中，水的状态发生变化，是水分子间的间隔发生了变化，水分子的体积不变，D 错误。 故选C。 6．助力“碳中和”的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。 （1） CO2的产生：自然界产生CO2的途径有 （写一条），实验室制取方程式是 。 （2） CO2的捕捉：用饱和石灰水捕捉CO2的反应方程式是 。 （3） CO2的利用： ①利用CO2合成尿素，该反应的方程式为，的化学式是 。 ②我国科学家在利用CO2直接合成乙醇的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为。如果用此方法处理二氧化碳。使其完全反应，理论上生成乙醇的质量是多少? 。（写出计算过程） 【答案】（1）化石燃料燃烧（合理即可） （2） （3）H2O 解：设理论上生成乙醇的质量是x。 解得： 答：理论上生成乙醇的质量是23kg。 【解析】（1）自然界产生CO2的途径有动、植物的呼吸作用、化石燃料燃烧、微生物分解有机物等；实验室采用大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸为原料制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：化石燃料燃烧（合理即可）；； （2）二氧化碳与饱和石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为，故填：； （3）①根据质量守恒定律，反应前后原子的个数和种类不变。反应前有1个C、2个O、2个N、6个H，反应后有1个C、1个O、2个N、4个H，相差1个O、2个H，则X的化学式为H2O，故填：H2O； ②详见答案。 7．碳中和主要研究二氧化碳的捕集和资源化利用。 Ⅰ.探究“碳捕集” （1）自然界中绿色植物通过 减少大气中的二氧化碳。 （2）短期载人航天器中利用氢氧化锂清除二氧化碳(如图1)或使用分子筛吸附。 ①氢氧化锂与二氧化碳反应的化学方程式为 。 ②分子筛中的吸附剂是沸石，因为水会影响沸石的吸附性能，所以需对沸石进行干燥处理。沸石A、B对二氧化碳的吸附量随干燥时间变化如下图2所示，其它条件相同时，沸石A比沸石B的吸附能力更 (填“强”或“弱”)。 Ⅱ.碳的资源化利用 第19届杭州亚运会主火炬塔燃烧的液体燃料是被称为“零碳甲醇”(化学式为CH3OH)的物质；如下图3所示，“零碳甲醇”是利用氢气与二氧化碳合成的一种绿色能源，其反应的化学方程式为。下图4是反应II在一定条件下，在有、无分子筛膜时，甲醇的产率随温度变化的关系。 （3）由图4提供的信息可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 。 （4）采用上述流程工艺，每吸收二氧化碳8.8t，理论上能产出甲醇的质量为 。(请写出计算过程) 【答案】（1）光合作用 （2） 强 （3）210℃时，有分子筛时 （4）设甲醇质量为x， x=6.4t， 答：甲醇质量为6.4t。 【解析】（1）自然界中绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，释放氧气； （2）①氢氧化锂与二氧化碳反应生成碳酸锂和水，方程式为：2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O； ②由图2可知其它条件相同时，沸石A比沸石B的吸附能力更强； （3）由图2提供的信息可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为210℃时，有分子筛时； （4）见答案。 8．“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大循环。 请结合图示回答相关问题： （1）“碳中和”是指的排放和吸收实现“收支相抵”我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了我国的大国担当。图片中吸收二氧化碳的主要途径是⑦【海洋吸收二氧化碳：】和 （填“序号”）植物的光合作用； （2）从物质变化及分子角度看， （填“氧循环”、“碳循环”、“水循环”）与另外两种循环有本质区别。 （3）分析在⑤、⑦两个反应中，虽然反应物相同，但是产物不同的原因是 。 【答案】（1）⑤ （2）水循环 （3）反应条件不同 【解析】（1）绿色植物可通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，故填：⑤； （2）水循环没有新物质生成，且水分子种类没有发生改变，属于物理变化，碳循环、氧循环有新物质生成，分子种类发生了改变，属于化学变化，从物质变化及分子角度看，在水循环、碳循环、氧循环中，水循环与另外两种循环有本质区别； （3）⑤为光合作用，光合作用为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，⑦为二氧化碳和水反应生成碳酸，故在⑤、⑦两个反应中，虽然反应物相同，但是产物不同的原因是：反应条件不同。 9．碳元素在地球表层系统各圈层中均有分布，而且与各圈层之间不断发生物质和能量交换。同学们梳理二氧化碳在各圈层间的转化关系，绘制了如下结构图分析自然界中的碳循环。 联系实际，解决问题： （1）岩石圈中的固态物质 （填一种）通过反应能向大气圈中排放大量二氧化碳。 （2）空气中的二氧化碳进入水圈利用的二氧化碳的物理性质是 ，二氧化碳从水圈转化到大气圈中发生反应的化学方程式是 。 （3）生物圈中绿色植物通过 作用，不断发生物质和能量的交换。 （4）碳元素在地球表层系统各圈层间进行物质交换时碳元素的 没有改变。 【答案】（1）煤（合理即可） （2）能溶于水 （3）光合（或呼吸） （4）质量（或种类） 【解析】（1）岩石圈中的煤、碳酸钙等固态物质通过反应能向大气圈中排放大量二氧化碳，例如、。 （2）二氧化碳能溶于水，所以空气中的二氧化碳能进入水圈； 二氧化碳溶于水会生成碳酸，碳酸不稳定，易分解，从水圈转化到大气圈时，碳酸分解为水和二氧化碳，化学方程式为。 （3）绿色植物通过光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气，同时将光能转化为化学能储存起来，同时，绿色植物也会进行呼吸作用，不断进行物质和能量的交换。 （4）根据质量守恒定律，在化学反应中，元素的种类和质量在反应前后不变。碳元素在地球表层系统各圈层间进行物质交换时，发生的都是化学变化，所以碳元素的质量（或种类）没有改变。 10．民以食为天，人类主要通过食用淀粉获得能量。 （1）大米、面粉等食物中的淀粉是绿色植物通过光合作用转化形成的。光合作用的化学反应为，该反应中涉及自然界中的多种循环，除能量循环、水循环外，还存在的循环有 （填一种）。 （2）下图为人工合成淀粉的关键步骤，图中转化Ⅰ还生成了一种常见的液体，反应的化学方程式为 。直链淀粉遇碘变蓝色，而支链淀粉遇碘变紫红色，从微观角度分析，原因是 。 【答案】（1）碳循环/氧循环 （2）CO2+3H2 CH3OH+H2O 它们的分子结构不同 【解析】（1）光合作用的化学反应，从碳循环角度看，二氧化碳参与反应转化为葡萄糖中的碳，而葡萄糖又可通过呼吸作用等方式重新转化为二氧化碳释放到大气中；从氧循环角度看，水和二氧化碳中的氧元素经过光合作用部分转化为氧气，氧气又可被生物呼吸作用等消耗重新生成水和二氧化碳等；该反应中除能量循环、水循环外，还存在碳循环（或氧循环） ； （2）由图可知，转化 Ⅰ 是CO2和H2反应生成CH3OH和一种常见液体，根据化学反应前后元素种类不变，该液体应为水。反应的化学方程式为CO2+3H2 CH3OH+H2O； 直链淀粉遇碘变蓝色，而支链淀粉遇碘变紫红色，从微观角度分析，原因是它们的分子结构不同；分子结构决定物质的性质，不同的分子结构使得直链淀粉和支链淀粉与碘作用时呈现出不同的颜色。 过关检测 1．自然界的三大循环“水循环”“氧循环”“碳循环”共同维持着地球生态系统的平衡，结合图示，下列说法正确的是（ ） A．碳循环中的“碳”指的是碳单质 B．自然界中的二氧化碳主要来源于植物的光合作用 C．水循环过程中水分子种类发生改变 D．自然界的氧循环有助于维持大气中氧气含量的相对稳定 【答案】D 【解析】A、人类每时每刻都在进行呼吸作用以及其他各项生理活动，进行其他工作与劳动，所以每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的"碳"是指碳元素，不符合题意； B、自然界中的二氧化碳主要来源于人和动物的呼吸，化石燃料的燃烧，不符合题意； C、自然界的水循环过程中，发生的是物理变化，水分子种类没有发生改变，不符合题意； D、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，符合题意。 故选：D。 2．如图是自然界中的“氧循环”和“碳循环”。下列有关说法错误的是（ ） A．两个循环过程中均发生了化学反应 B．减少使用化石燃料可控制的排放量 C．两个循环过程中各元素守恒，其质量不变 D．“碳循环”中的“碳”是指这种物质 【答案】D 【解析】A、在自然界的 “氧循环” 中，例如动植物的呼吸作用、光合作用等都涉及化学反应，动植物呼吸作用将氧气转化为二氧化碳等，光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和氧气；“碳循环” 中，如化石燃料的燃烧，含碳物质与氧气反应生成二氧化碳等，也发生了化学反应，两个循环过程中均发生了化学反应，选项说法正确，不符合题意； B、化石燃料燃烧会产生大量的CO2，减少使用化石燃料，可从源头上控制CO2的排放量，选项说法正确，不符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量都不变。在 “氧循环” 和 “碳循环” 过程中发生的都是化学反应，所以各元素守恒，其质量不变，选项说法正确，不符合题意； D、“碳循环” 是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象，而不是仅仅指CO2这种物质，选项说法错误，符合题意。 故选D。 3．下列行为符合“低碳”理念的是（ ） A．开发利用太阳能 B．教室全天开灯照明 C．大量使用一次性餐具 D．推广燃油汽车 【答案】A 【解析】A、太阳能是清洁能源，开发利用太阳能过程中不产生二氧化碳等温室气体，有助于减少碳排放，符合 “低碳” 理念； B、教室全天开灯照明会消耗大量电能，而目前我国发电主要还是以火力发电为主，消耗大量煤炭等化石燃料，会产生大量二氧化碳，不符合 “低碳” 理念； C、大量使用一次性餐具，会增加原材料的砍伐和加工过程中的能源消耗，同时废弃的一次性餐具难以降解，还会造成资源浪费和环境污染，在原材料生产等环节会产生较多二氧化碳，不符合 “低碳” 理念； D、燃油汽车燃烧汽油或柴油等化石燃料，会产生大量二氧化碳等污染物，推广燃油汽车会增加碳排放，不符合 “低碳” 理念。 故选A。 4．“低碳行动”方式中的“碳”指的是（ ） A．二氧化碳 B．单质碳 C．碳元素 D．一氧化碳 【答案】A 【解析】“低碳”指的是较低的二氧化碳的排放量，即其中的碳指的是二氧化碳，故选A。 5．I、[CO2的实验室制取] （1）“图1”中仪器a的名称是 。 （2）实验室用大理石制取CO2，实验中能随时使反应发生或停止，应选用的发生装置是： (填字母序号)，其化学方程式为 。证明CO2已集满的方法为 。 Ⅱ、[跨学科实践] 我校综合实践小组为研究海宝公园中植物的碳交换，对海宝公园一年内每天的气温及光合有效辐射进行测量，结果见“图2”和“图3”。通过测量一年内每天空气中CO2含量，分析所得碳交换的结果见“图4”(碳交换以每月每平方米植物吸收或释放CO2的质量表示，正值为净吸收CO2，负值为净释放CO2)。 （3）由上图推测，影响公园中植物碳交换的因素有 和 。 （4）为进一步研究环境因素对植物碳交换的影响，从光合作用的反应物看，还需测量的另一因素是一年内每天 的变化。 【答案】（1）锥形瓶 （2）C 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，说明CO2已集满 （3）气温 光合有效辐射 （4）空气中二氧化碳含量 【解析】（1）根据常见仪器的形状和名称，可直接判断仪器 a 为锥形瓶。 （2）装置 C 通过控制止水夹，能实现固体和液体的接触与分离，从而随时使反应发生或停止，具体原理是：反应过程中，关闭止水夹，则试管内气压上升，导致液面下降，直到稀盐酸与大理石（或石灰石）脱离接触，此时反应停止。重新打开止水夹，则气体可以沿着导管流向收集装置，试管内气压下降，液面回升，大理石（或石灰石）与稀盐酸重新接触时反应发生； 实验室通常利用大理石（或石灰石，主要成分是CaCO3）与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，化学方程式为； 因为二氧化碳不支持燃烧，所以将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则证明CO2已集满。 （3）由图 2、图 3 分别展示了气温、光合有效辐射随月份的变化，图 4 展示碳交换结果，对比分析可推测出这两个因素会影响公园中植物碳交换。 （4）光合作用的反应物是二氧化碳和水，前面已测量气温、光合有效辐射，从反应物角度看，还需测量空气中二氧化碳含量这一因素的变化。 6．某化学兴趣小组对绿色植物的呼吸作用是否产生二氧化碳进行探究，装置如图所示。从装置左边不断缓慢通入空气，最终证明绿色植物的呼吸作用产生二氧化碳。 请回答： （1）A瓶中石灰水的作用是 。 （2）C瓶植物要处于不透光的环境下的原因是 。 （3）能表示这个探究实验获得成功的两个现象是B中石灰水 和D中石灰水 。 【答案】（1）除去空气中的二氧化碳气体 （2）防止绿色植物发生光合作用 （3）不变浑浊 变浑浊 【分析】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，C中要发生呼吸作用，在通空气的时候需要除去二氧化碳，所以A是除二氧化碳的装置，B是检验是否除尽，从而保证进入C的气体含有氧气，而没有二氧化碳，这样C中呼吸作用顺利进行，再利用二氧化碳与石灰水反应检验呼吸产物。 【解析】（1）根据分析可知，A瓶中石灰水的作用是除去空气中二氧化碳气体； （2）绿色植物在有光的情况下发生光合作用，在没有光的情况下发生呼吸作用；C瓶植物要处于不透光的环境，是为了防止绿色植物发生光合作用； （3）实验要获得成功，需说明原来进入C的气体中没有二氧化碳，而反应后存在了二氧化碳，所以能表示这个探究实验获得成功的两个主要对比现象是B中石灰水不变浑浊和D中石灰水变浑浊。 7．我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念，某实验中学开展了“我为低碳作贡献”的社会实践活动。 任务一：了解自然界中的碳循环 （1）从碳循环视角看，会导致大气中二氧化碳含量增多的过程有 (写一点)。 （2）自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 。 任务二：探究吸收二氧化碳的途径 【作出猜想】有同学认为可用水吸收二氧化碳。 【进行实验】 （3）向充满二氧化碳的塑料瓶中加入一定量的水，迅速拧紧瓶盖振荡，塑料瓶变瘪(如图1)，请解释原因： 。 任务三：寻找捕集、利用二氧化碳的新途径 【搜集资料】①目前，捕集技术的关键是将从排放物中分离出来。物理吸收法中的一种方法是用甲醇作溶剂吸收；另一种是用活性炭、沸石等对进行吸附性吸收。用氨水作吸收剂时，控制温度在左右，用喷氨技术吸收生成碳酸氢铵。 ②将二氧化碳转换为化工原料乙烯，是我国科学研究的又一重大突破，其反应前后分子种类变化的微观示意图如图2。 【交流讨论】 （4）活性炭、沸石等可作吸附剂吸收，则它们可能具备的结构特点是 。用喷氨技术吸收，控制在左右，温度不宜太高的原因是 。 （5）将二氧化碳转换为化工原料乙烯的化学方程式为 。 任务四：制定低碳行动方案 （6）“低碳”是一种生活理念，也是一种生活态度。请写出日常生活中符合该理念的做法： (写出一种即可)。 【答案】（1）化石燃料的大量使用 （2）光合作用 （3）二氧化碳溶于水，且与水发生反应 （4）疏松多孔 温度较高时，生成的碳酸氢铵会分解成氨气、二氧化碳和水 （5） （6）乘坐公共交通等（合理即可） 【解析】（1）从碳循环视角看，会导致大气中二氧化碳含量增多的过程有化石燃料的大量使用等（合理即可）； （2）二氧化碳是植物光合作用的原料，所以自然界中消耗二氧化碳的主要方式是绿色植物的光合作用； （3）二氧化碳可溶于水，且能和水发生反应生成碳酸。所以向充满二氧化碳的塑料瓶中加入一定量的水，迅速拧紧瓶盖振荡，二氧化碳溶于水，且与水反应，导致瓶内气体减少，压强减小，导致外界大气压大于瓶内气压，导致，塑料瓶变瘪； （4）活性炭、沸石等可作吸附剂吸收，则它们可能具备的结构特点是疏松多孔； 用氨水作吸收剂时，控制温度在左右，用喷氨技术吸收生成碳酸氢铵，用喷氨技术吸收，控制在左右，温度不宜太高的原因是温度较高时，生成的碳酸氢铵会分解成氨气、二氧化碳和水； （5）根据图示，二氧化碳和氢气在一定条件下生成乙烯和水，其化学方程式为； （6）“低碳”是一种生活理念，也是一种生活态度，低碳生活主要是降低二氧化碳排放，所以可以乘坐公共交通工具，减少私家车的出行等（合理即可）。 8．创新绿色——科技助力杭州亚运会。 （1）使用“零碳甲醇”燃料作为亚运主火炬燃料，将绿色低碳理念融入竞赛场馆设计和运营。 ①电解水制取氢气(称为“绿氢”)，该反应的化学方程式是 。从碳排放的角度看，由化石能源制得的氢气被称为“灰氢”，而如图1中制得的氢气被称为“绿氢”，原因是 。 ②图中捕捉的CO2来源于 (写1条)。 ③下列说法正确的是 。 A．“碳达峰”“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳 B．大气中CO2过多会导致温室效应，也会形成酸雨 C．植树造林是利用植物的光合作用吸收CO2，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CO2的排放 （2）工业上可以将CO2和氢气在一定条件下生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体。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2所示。写出利用CO2合成甲醇的化学方程式： 。由图2可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 。 （3）“数字烟花”：真实还原烟花场地视听效果，将绚烂的烟花绽放在钱塘江上。传统烟花的组成中包含黑火药。黑火药由硝酸钾、木炭和硫粉混合而成，制作烟花的过程中，还加入一些发光剂和发色剂，它们使烟花呈现五彩缤纷的颜色。发光剂是金属镁或铝的粉末。 ①黑火药爆炸时，产生一种有刺激性气味的气体，该气体是 (填名称)。 ②金属镁作为发光剂是因为镁粉在空气中燃烧发出 。 【答案】（1） 图中制氢法(电解水)无碳排放，化石能源制氢有碳排放 化石燃料的燃烧 AD （2） 有分子筛膜、210℃ （3）二氧化硫 耀眼的白光 【解析】（1）①水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：； 由化石能源制得的氢气被称为“灰氢”，而如图1中制得的氢气被称为“绿氢”，原因是图中制氢的方法(电解水)无碳排放，而化石能源制氢过程中会有二氧化碳等温室气体排放； ②由图可知，图中捕捉的CO2来源于化石燃料的燃烧等； ③A、“碳达峰、碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳，故A正确； B、大气中CO2含量过多，会导致温室效应，但是不会导致酸雨的发生，故B不符合题意； C、植物造林可利用植物的光合作用吸收CO2，放出氧气，该过程中有氧气等新物质生成，属于化学变化，故C不符合题意； D、推广使用太阳能、风能等新能源代替化石燃料，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，故D符合题意。 故选AD； （2）CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇和一种常见液体，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H、O，生成物中也应含C、H、O，故生成的常见液体是水，即CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：； 由图2可知，有分子筛膜、210℃时，甲醇的产率最高，此时是最佳条件； （3）①黑火药中含硫粉，硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫具有刺激性气味； ②镁在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量的白烟。 9．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此化学兴趣小组对二氧化碳开启了探究之旅。 【活动一】调查碳循环。(如图1所示) （1）图1为碳循环的局部示意图，图中向大气中释放二氧化碳的途径是 (填序号)。 【活动二】探究二氧化碳的实验室制备。(如图2所示) （2）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。 （3）若要测量生成的二氧化碳气体体积，与d管连接的导管序号是 。 【活动三】探究二氧化碳的捕捉和封存。 （4）碳捕捉：我国科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯()和水(化学反应方程式为)，利用该方法转化2.2t二氧化碳，可生产乙烯的质量是 。 【答案】（1）①②③⑤ （2） （3）b （4）解：设可生产乙烯的质量为x。 答：可生产乙烯的质量为0.7t。 【解析】（1）图中向大气中释放二氧化碳的途径有：①动物呼吸作用、②生物的分解作用、③植物的呼吸作用、④光合作用是消耗二氧化碳释放氧气、⑤化石燃料的燃烧，故填①②③⑤； （2）实验室制取二氧化碳是用大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙CaCO3）与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （3）二氧化碳的密度小于水，若要测量生成的二氧化碳气体体积，应短管进气，长管排水，排出水体积等于通入气体体积，与d管连接的导管序号是b； （4）见答案。 10．碳循环、碳替代、碳封存和碳减排是实现碳中和的四种重要方法。 （1）科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 （2）碳循环：自然界中消耗二氧化碳的主要途径是 。 （3）碳替代：下列可实现碳替代的能源是 (填字母)。 a．煤     b．石油     c．太阳能     d．天然气 （4）碳封存：二氧化碳的吸收是碳封存的首要环节，常用碱溶液吸收。某同学为比较氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的效果，设计了图2实验。 ①若要达到该实验目的，则乙装置中a应为 mL。 ②实验过程中观察到乙中气球比甲中气球膨胀得更大，说明吸收CO2效果更好的是 (填化学式)溶液，写出乙装置中气球变大的主要原因 (用化学方程式表示)。 （5）碳减排：写出日常生活中你能做到的一种碳减排措施 。 【答案】（1）碳替代 （2）绿色植物通过光合作用 （3）c （4）20 NaOH 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O （5）绿色出行（合理即可） 【解析】（1）由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是碳替代。 （2）自然界中消耗二氧化碳的主要途径是：绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳。 （3）a、煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，燃烧产生大量的二氧化碳，故a错误； b、石油主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，燃烧产生大量二氧化碳，故b错误； c、太阳能来自于太阳光，没有碳的排放，故c正确； d、天然气的主要成分是甲烷，燃烧产生大量二氧化碳，故d错误。 故选c。 （4）①比较氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的效果，若要达到该实验目的，则氢氧化钠和氢氧化钙量应该相等，则a=20mL； ②实验过程中观察到乙中气球比甲中气球膨胀得更大，说明吸收CO2效果更好的是乙NaOH；乙中氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠和水，化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。 （5）在生活中为实现碳减排，我们可以节约用电，绿色出行等。 11．为应对全球气候危机，中国宣布将提高“国家自主贡献”力度，力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 （1）由此“十四五”规划纲要中提出了重点控制化石能源消费的能源战略。下列不属于化石能源的是 。 A．煤 B．石油 C．风能 D．天然气 （2）我国科研人员研制出一种新型多功能复合催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，转化过程如下图所示。 已知X是一种单质，在一定条件下，I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，则X是 (填化学式)。 （3）碳中和必须做好“加减法”，一手减少二氧化碳等温室气体排放。一手发展碳捕集和封存技术等，实现排放量和吸收量的平衡。碳捕捉技术(CCUS)常用NaOH溶液来捕捉二氧化碳，工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)。 上述转化关系中可以循环使用的物质是 、 （填化学式） 【答案】（1）C （2）H2 （3）NaOH CaO 【解析】（1）煤、石油、天然气属于化石燃料，风能不属于化石能源，故选C； （2）由Ⅱ可知生成物中含有碳氢元素，所以反应物中一定含有碳氢元素，一氧化碳只能提供碳、氧元素，故X一定含有氢元素，又因为X为单质，故X为氢气，化学式为：H2； （3）由图可知，氢氧化钠和氧化钙既是反应物，又是生成物，可以循环利用。 12．开发和利用新能源是解决能源问题的重要途径。 （1）下列应用利用了新能源的是___________（填序号）。 A．太阳能飞机 B．风力发电机 C．潮汐能动力机 （2）氢气是理想的清洁能源。 ①氢气燃烧的化学方程式为 。 ②自然界中水是氢的大“仓库”。若全球水的总质量为1.38×1021kg，其中氢元素质量的计算式为 。 【答案】（1）ABC （2） 1.38×1021kg× 【解析】（1）太阳能发电、风力发电以及潮汐能发电都属于环保新能源发电，故选ABC； （2）①氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为：； ②1.38×1021kg水中氢元素的质量为：1.38×1021kg×。 13．我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，充分体现了解决气候问题的大国担当。某学习小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。 【项目一】调查碳循环 （1）观察图，自然界中消耗二氧化碳的途径有 (写一条即可)。 （2）基于碳循环视角，实现碳中和可以从两方面进行：①减少碳排放，② 。 【项目二】“碳”的捕集与利用 根据二氧化碳的性质，可用不同试剂“捕捉”二氧化碳。为比较捕捉效果，小组同学利用图1装置分别进行3次实验，测得瓶内压强随时间变化的曲线如图2。 【资料显示】氢氧化钠(NaOH)能与CO2发生反应。 实验1 实验2 实验3 试剂 H2O 石灰水 NaOH溶液 体积 30mL 30mL x （3）x的数值为 。 （4）结合图2分析，实验使用的三种试剂中，对CO2吸收效果最好的是 。 （5）实验2中发生反应的化学方程式为 。 （6）图2中NaOH溶液对应曲线在100s-300s内压强变化的原因是 。 （7）将二氧化碳转化为清洁燃料甲醇(CH3OH)，是我国科学研究的又一重大突破，其反应的微观示意图如图3，该反应的化学方程式为 。 （8）实现碳中和需要国家和个人的共同努力。作为中学生，你的低碳行动是 (写一条即可)。 【答案】（1）光合作用、海水吸收 （2）增加二氧化碳消耗或增加二氧化碳的吸收 （3）30/30mL （4）NaOH溶液/氢氧化钠溶液 （5）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （6）二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应，气体减少，压强减小 （7）3H2+CO2CH3OH+H2O （8）外出乘坐公共交通工具等 【解析】（1）观察图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有光合作用、用海水吸收； （2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：减少碳排放或增加二氧化碳消耗； （3）根据控制变量法，对比实验要控制变量的唯一性，图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，x的数值为30mL； （4）实验最后烧瓶内气压越小，说明“捕捉“二氧化碳效果越好，则分析图3可知“捕捉“二氧化碳效果最好的是氢氧化钠溶液； （5）实验2中二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O； （6）图2中NaOH溶液对应曲线在100s-300s内压强减小是因为二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应，气体减少，压强减小； （7）根据微观示意图可知，二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：3H2+CO2CH3OH+H2O； （8）作为中学生，你的低碳行动可以是外出乘坐公共交通工具等。 14．“氧循环”“碳循环”“水循环”是自然界存在的三大重要循环。 （1）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （2）从微观角度解释氧气和臭氧(O3)性质不同的原因 。 （3）自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图中消耗二氧化碳的途径有 (填序号)。 （4）结合图示，下列关于碳、氧循环的认识正确的是_____(填字母)。 A．碳、氧循环能体现自然界中的物质和能量循环 B．碳、氧循环过程中各元素守恒，碳、氧元素质量和化合价均不变 C．绿色植物能使自然界中的氧原子总数增加 D．空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡 【答案】（1）水 （2）分子构成不同 （3）⑤⑧ （4）AD 【解析】（1）水循环过程中没有新物质生成，属于物理变化；而碳循环、氧循环过程中有新物质生成，属于化学变化，故从物质变化及分子角度看，水循环与另外两种循环有本质区别； （2）从微观角度解释氧气和臭氧性质不同的原因是它们的分子构成不同，氧气由氧分子构成，臭氧由臭氧分子构成，由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，所以二者化学性质不同； （3）植物的光合作用消耗二氧化碳，二氧化碳能溶于水且与水反应，故图中消耗二氧化碳的途径有⑤⑧； （4）A、碳、氧循环能体现自然界中的物质和能量循环，说法正确，符合题意； B、碳、氧循环过程中各元素守恒，植物光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，氧元素由-2价变为0价，说法错误，不符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，则绿色植物不能使自然界中的氧原子总数增加，说法错误，不符合题意； D、植物光合作用吸收二氧化碳，产生氧气，动植物呼吸、化石燃料燃烧消耗氧气，产生二氧化碳，因此碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡，说法正确，符合题意。 故选：AD。 15．碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；努力争取2060年前实现碳中和，碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。体现了中国对解决气候问题的大国担当，实现“碳中和”通常可采取如下措施： （1）“碳”利用：超临界CO2是指温度与压强达到定值时，CO2形成气体与液态交融在一起的流体，研究发现超临界CO2流体与水相似，溶解能力强。被誉为“绿色环保感剂”。下列关于超临界CO2流体的说法正确的是 。 A．它是混合物 B．它的分子不再运动 C．它的化学性质与普通二氧化碳不相同 D．它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂 （2）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 。 （3）不利于实现“碳达峰、碳中和”的是 。 A．风能发电 B．利用潮汐能 C．燃煤脱硫 D．水力发电 【答案】（1）D （2）CO2+3H2CH3OH+H2O （3）C 【解析】（1）A、超临界CO2流体是二氧化碳在温度与压强达到定值时形成的气体与液态交融在一起的流体，它仍然是由二氧化碳一种物质组成的，属于纯净物，错误； B、分子总是在不断运动的，超临界流体的分子也不例外，错误； C、超临界CO2流体还是二氧化碳，其化学性质与普通二氧化碳相同，错误； D、超临界CO2流体被誉为“绿色环保溶剂”，可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂，正确； 故选D。 （2）根据图示可知，二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O； （3）A、风能发电是利用风能转化为电能，风能是清洁能源，有利于实现“碳达峰、碳中和”，不符合题意； B、利用潮汐能是将潮汐能转化为电能，潮汐能是清洁能源，有利于实现“碳达峰、碳中和”，不符合题意； C、燃煤脱硫只是减少了燃烧煤产生的二氧化硫的排放，但煤燃烧仍然会产生大量的二氧化碳，不利于实现“碳达峰、碳中和”，符合题意； D、水力发电是利用水能转化为电能，水能是清洁能源，有利于实现“碳达峰、碳中和”，不符合题意； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第17讲 自然界中的碳循环 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1.能利用二氧化碳的性质分析、说明其对自然界和人类生产生活的影响； 2.能以自然界中的碳循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的重要意义； 3.能初步形成资源回收、保护环境的意识，践行节能减排、绿色低碳的生活方式。 一、自然界中的二氧化碳 （1）二氧化碳在自然界中的循环: ①二氧化碳的产生途径:动植物的　 　、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。  ②二氧化碳的消耗途径:绿色植物的　 　。  （2）温室效应的危害:全球气候变暖,导致两极的冰川融化,使海平面　 　等。  （3）防止温室效应的措施:　 　。  二、碳达峰碳中和目标的实现 1．中国担当——“双碳”目标：二氧化碳排放力争2030年前达到　 　,努力争取2060年前实现　 　。  2．低碳行动的措施 控制大气中 的含量，防止温室效应进一步增强。 （1）世界各国签署限制二氧化碳排放的国际公约，并严格执行； 《巴黎协定》的长期目标是将本世纪全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内。  （2）减少使用 ，更多地利用太阳能、风能等清洁能源； （3）促进节能产品和技术的进一步开发和普及，提高能源的 效率和 效率； （4）大力 ，严禁乱砍滥伐森林； （5）采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存二氧化碳。 二氧化碳的捕集、利用与封存，是指将排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后，作为工业原料利用，或输送到选定地点长期封存，而不是释放到大气中。这一过程主要利用了二氧化碳的物理性质和化学性质。 三、实现“双碳”目标中化学科学的新使命 全世界科学家高度关注二氧化碳的转化和综合利用，尝试运用化学原理和方法，积极研究如何使二氧化碳资源化，以促进自然界中碳的循环：寻求低成本的捕集方法，把二氧化碳转变为燃料，从而使二氧化碳在促进人类可持续发展中发挥更大的作用。　　　　　　　　　　　　　　 考点1 自然界中的二氧化碳 【例1】“碳中和”是指我国努力争取2060年前实现产生CO2和消耗CO2相当，达到相对“零排放”，下列做法有利于“碳中和”的是（ ） A．使用氢能源汽车 B．大力发展火力发电 C．工厂废气不处理直接排放 D．春节燃放烟花爆竹，增添节日气氛 【变式1-1】如图是自然界存在的三大重要循环——“水循环”、“氧循环”、“碳循环”。用学科观点分析循环过程，其中错误的是（ ） A．“水循环”、“氧循环”和“碳循环”的失衡会导致人类生存环境恶化 B．水循环过程中水分子之间的间隔会发生变化 C．碳、氧循环有利于维持大气中和含量相对稳定 D．低碳行动中的“碳”指的是碳单质 【变式1-2】物质的循环在自然界广泛存在。自然界的水循环、碳循环和氧循环对保持生态平衡都有着十分重要的作用。下列对这三种循环过程的有关叙述中正确的是（ ） A．三种循环过程中物质的种类都会发生改变 B．水循环过程中的任何一种变化都不会有能量的改变 C．碳循环中的碳是指二氧化碳 D．参与三种循环的任何一种变化中原子的种类都不变 考点2 碳达峰碳中和目标的实现 【例2】努力争取在2060年前实现“碳中和”是我国在联合国上的郑重承诺。下图为自然界中的“碳循环”模拟示意图，下列说法不正确的是（ ） A．“碳中和”是指使用碱中和CO2 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐 D．大量使用化石燃料使CO2排放量增加 【变式2-1】中国在2020年提出2030年“碳达峰”目标。下列做法不利于“碳达峰”的是（ ） A．利用二氧化碳和氢制取燃料 B．多植树，扩大绿化面积 C．选用步行、骑行等出行方式 D．燃放烟花爆竹，增添春节气氛 【变式2-2】我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念，某实验中学开展了“我为低碳做贡献”的社会实践活动。 任务一：了解自然界中的碳循环 （1）自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 。 任务二：探究吸收二氧化碳的途径 海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，为探究水和海水对二氧化碳的吸收效果， 兴趣小组进行了如下实验： 【实验过程】相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水(模拟海水)法收集 CO2，(如图1)，待收集100mL CO2后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 CO2体积。重复实验，所测数据平均值如下表。 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 排水法时CO2，体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 排食盐水法时CO2，体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 （2）图1发生装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）由上表数据分析：相同条件下，等体积水和食盐水吸收 CO2更多的是 (填“水"或“食盐水”)。 （4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100mL CO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使 CO2与水被植物油隔开( CO2与植物油不反应)。测得量筒内 CO2体积随时间变化曲线如图2所示。分析该图可得出的结论是 。 任务三：研制低碳行动方案 （5）低碳行动涵盖国际合作、国家工程和个人行为三个层面。请从“个人行为”层 面策应“低碳行动”，写出你的低碳行动打算 。 考点3 实现“双碳”目标中化学科学的新使命 【例3】下列关于碳达峰、碳中和的说法错误的是（ ） A．二氧化碳排放过量会引起全球气候变暖 B．践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C．二氧化碳捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D．植树造林有助于减少二氧化碳排放 【变式3-1】设计低碳行动方案。以下方案不合理的是（ ） A．禁止使用化石能源 B．大力提倡植树造林 C．推广使用节能家电 D．开发低成本碳捕集技术 【变式3-2】二氧化碳的循环 （1）自然界中二氧化碳的循环 ①绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过 产生碳水化合物；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，并最终转变成碳酸盐。 ②生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、化石燃料燃烧、火山喷发等过程，又能将 重新释放到大气中。 （2）二氧化碳对地球生命具有重要意义 如果没有二氧化碳， 就不会发生，绿色植物就不会存在，人类和其他动物也就失去了生存的基础；如果没有二氧化碳，地表生物将遭受强烈 的伤害，甚至地球也可能会变成冰球。 （3）大气中二氧化碳含量逐年升高，这会对自然环境产生什么影响呢？ 大气中二氧化碳含量升高会导致 ，从而使冰川融化、海平面上升、生物圈受到影响。二氧化碳含量升高导致的气候变暖对延缓"冰期"到来具有积极的作用。 （4）低碳生活 在日常生活中尽可能直接或间减少 ，从而降低 的排放。 基础达标 1．为使我国能在2060年前实现“碳中和”，下列做法不可取的是（ ） A．工业废气高空排放 B．开发清洁能源 C．沙漠上多植树种草 D．车辆尾气处理后排放 2．资源、能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。下列说法错误的是（ ） A．化工厂可通过加高烟囱排放废气达到环保目的 B．煤、石油、天然气是不可再生的化石能源 C．将CO2作为资源进一步利用是实现碳中和的有效方法 D．氢气是一种清洁高能燃料 3．自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是（ ） A．三大循环过程中元素守恒，元素化合价不变 B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 C．碳、氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定 D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生 4．“碳循环”对维持生命、调节气候等具有关键作用。下列有关“碳循环”的说法正确的是（ ） A．海洋中的水能吸收二氧化碳 B．植物光合作用不能吸收二氧化碳 C．使用化石能源不会排放二氧化碳 D．动植物呼吸排放的二氧化碳是空气污染物 5．如图是自然界存在的三大重要循环—“水循环”、“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析下列循环，其中正确的是（ ） A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳单质 B．守恒观：氧循环过程中各元素守恒，且化合价不变 C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 D．微粒观：水循环过程中水分子的体积发生了变化 6．助力“碳中和”的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。 （1） CO2的产生：自然界产生CO2的途径有 （写一条），实验室制取方程式是 。 （2） CO2的捕捉：用饱和石灰水捕捉CO2的反应方程式是 。 （3） CO2的利用： ①利用CO2合成尿素，该反应的方程式为，的化学式是 。 ②我国科学家在利用CO2直接合成乙醇的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为。如果用此方法处理二氧化碳。使其完全反应，理论上生成乙醇的质量是多少? 。（写出计算过程） 7．碳中和主要研究二氧化碳的捕集和资源化利用。 Ⅰ.探究“碳捕集” （1）自然界中绿色植物通过 减少大气中的二氧化碳。 （2）短期载人航天器中利用氢氧化锂清除二氧化碳(如图1)或使用分子筛吸附。 ①氢氧化锂与二氧化碳反应的化学方程式为 。 ②分子筛中的吸附剂是沸石，因为水会影响沸石的吸附性能，所以需对沸石进行干燥处理。沸石A、B对二氧化碳的吸附量随干燥时间变化如下图2所示，其它条件相同时，沸石A比沸石B的吸附能力更 (填“强”或“弱”)。 Ⅱ.碳的资源化利用 第19届杭州亚运会主火炬塔燃烧的液体燃料是被称为“零碳甲醇”(化学式为CH3OH)的物质；如下图3所示，“零碳甲醇”是利用氢气与二氧化碳合成的一种绿色能源，其反应的化学方程式为。下图4是反应II在一定条件下，在有、无分子筛膜时，甲醇的产率随温度变化的关系。 （3）由图4提供的信息可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 。 （4）采用上述流程工艺，每吸收二氧化碳8.8t，理论上能产出甲醇的质量为 。(请写出计算过程) 8．“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大循环。 请结合图示回答相关问题： （1）“碳中和”是指的排放和吸收实现“收支相抵”我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了我国的大国担当。图片中吸收二氧化碳的主要途径是⑦【海洋吸收二氧化碳：】和 （填“序号”）植物的光合作用； （2）从物质变化及分子角度看， （填“氧循环”、“碳循环”、“水循环”）与另外两种循环有本质区别。 （3）分析在⑤、⑦两个反应中，虽然反应物相同，但是产物不同的原因是 。 9．碳元素在地球表层系统各圈层中均有分布，而且与各圈层之间不断发生物质和能量交换。同学们梳理二氧化碳在各圈层间的转化关系，绘制了如下结构图分析自然界中的碳循环。 联系实际，解决问题： （1）岩石圈中的固态物质 （填一种）通过反应能向大气圈中排放大量二氧化碳。 （2）空气中的二氧化碳进入水圈利用的二氧化碳的物理性质是 ，二氧化碳从水圈转化到大气圈中发生反应的化学方程式是 。 （3）生物圈中绿色植物通过 作用，不断发生物质和能量的交换。 （4）碳元素在地球表层系统各圈层间进行物质交换时碳元素的 没有改变。 10．民以食为天，人类主要通过食用淀粉获得能量。 （1）大米、面粉等食物中的淀粉是绿色植物通过光合作用转化形成的。光合作用的化学反应为，该反应中涉及自然界中的多种循环，除能量循环、水循环外，还存在的循环有 （填一种）。 （2）下图为人工合成淀粉的关键步骤，图中转化Ⅰ还生成了一种常见的液体，反应的化学方程式为 。直链淀粉遇碘变蓝色，而支链淀粉遇碘变紫红色，从微观角度分析，原因是 。 过关检测 1．自然界的三大循环“水循环”“氧循环”“碳循环”共同维持着地球生态系统的平衡，结合图示，下列说法正确的是（ ） A．碳循环中的“碳”指的是碳单质 B．自然界中的二氧化碳主要来源于植物的光合作用 C．水循环过程中水分子种类发生改变 D．自然界的氧循环有助于维持大气中氧气含量的相对稳定 2．如图是自然界中的“氧循环”和“碳循环”。下列有关说法错误的是（ ） A．两个循环过程中均发生了化学反应 B．减少使用化石燃料可控制的排放量 C．两个循环过程中各元素守恒，其质量不变 D．“碳循环”中的“碳”是指这种物质 3．下列行为符合“低碳”理念的是（ ） A．开发利用太阳能 B．教室全天开灯照明 C．大量使用一次性餐具 D．推广燃油汽车 4．“低碳行动”方式中的“碳”指的是（ ） A．二氧化碳 B．单质碳 C．碳元素 D．一氧化碳 5．I、[CO2的实验室制取] （1）“图1”中仪器a的名称是 。 （2）实验室用大理石制取CO2，实验中能随时使反应发生或停止，应选用的发生装置是： (填字母序号)，其化学方程式为 。证明CO2已集满的方法为 。 Ⅱ、[跨学科实践] 我校综合实践小组为研究海宝公园中植物的碳交换，对海宝公园一年内每天的气温及光合有效辐射进行测量，结果见“图2”和“图3”。通过测量一年内每天空气中CO2含量，分析所得碳交换的结果见“图4”(碳交换以每月每平方米植物吸收或释放CO2的质量表示，正值为净吸收CO2，负值为净释放CO2)。 （3）由上图推测，影响公园中植物碳交换的因素有 和 。 （4）为进一步研究环境因素对植物碳交换的影响，从光合作用的反应物看，还需测量的另一因素是一年内每天 的变化。 6．某化学兴趣小组对绿色植物的呼吸作用是否产生二氧化碳进行探究，装置如图所示。从装置左边不断缓慢通入空气，最终证明绿色植物的呼吸作用产生二氧化碳。 请回答： （1）A瓶中石灰水的作用是 。 （2）C瓶植物要处于不透光的环境下的原因是 。 （3）能表示这个探究实验获得成功的两个现象是B中石灰水 和D中石灰水 。 7．我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念，某实验中学开展了“我为低碳作贡献”的社会实践活动。 任务一：了解自然界中的碳循环 （1）从碳循环视角看，会导致大气中二氧化碳含量增多的过程有 (写一点)。 （2）自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 。 任务二：探究吸收二氧化碳的途径 【作出猜想】有同学认为可用水吸收二氧化碳。 【进行实验】 （3）向充满二氧化碳的塑料瓶中加入一定量的水，迅速拧紧瓶盖振荡，塑料瓶变瘪(如图1)，请解释原因： 。 任务三：寻找捕集、利用二氧化碳的新途径 【搜集资料】①目前，捕集技术的关键是将从排放物中分离出来。物理吸收法中的一种方法是用甲醇作溶剂吸收；另一种是用活性炭、沸石等对进行吸附性吸收。用氨水作吸收剂时，控制温度在左右，用喷氨技术吸收生成碳酸氢铵。 ②将二氧化碳转换为化工原料乙烯，是我国科学研究的又一重大突破，其反应前后分子种类变化的微观示意图如图2。 【交流讨论】 （4）活性炭、沸石等可作吸附剂吸收，则它们可能具备的结构特点是 。用喷氨技术吸收，控制在左右，温度不宜太高的原因是 。 （5）将二氧化碳转换为化工原料乙烯的化学方程式为 。 任务四：制定低碳行动方案 （6）“低碳”是一种生活理念，也是一种生活态度。请写出日常生活中符合该理念的做法： (写出一种即可)。 8．创新绿色——科技助力杭州亚运会。 （1）使用“零碳甲醇”燃料作为亚运主火炬燃料，将绿色低碳理念融入竞赛场馆设计和运营。 ①电解水制取氢气(称为“绿氢”)，该反应的化学方程式是 。从碳排放的角度看，由化石能源制得的氢气被称为“灰氢”，而如图1中制得的氢气被称为“绿氢”，原因是 。 ②图中捕捉的CO2来源于 (写1条)。 ③下列说法正确的是 。 A．“碳达峰”“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳 B．大气中CO2过多会导致温室效应，也会形成酸雨 C．植树造林是利用植物的光合作用吸收CO2，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CO2的排放 （2）工业上可以将CO2和氢气在一定条件下生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体。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2所示。写出利用CO2合成甲醇的化学方程式： 。由图2可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 。 （3）“数字烟花”：真实还原烟花场地视听效果，将绚烂的烟花绽放在钱塘江上。传统烟花的组成中包含黑火药。黑火药由硝酸钾、木炭和硫粉混合而成，制作烟花的过程中，还加入一些发光剂和发色剂，它们使烟花呈现五彩缤纷的颜色。发光剂是金属镁或铝的粉末。 ①黑火药爆炸时，产生一种有刺激性气味的气体，该气体是 (填名称)。 ②金属镁作为发光剂是因为镁粉在空气中燃烧发出 。 9．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此化学兴趣小组对二氧化碳开启了探究之旅。 【活动一】调查碳循环。(如图1所示) （1）图1为碳循环的局部示意图，图中向大气中释放二氧化碳的途径是 (填序号)。 【活动二】探究二氧化碳的实验室制备。(如图2所示) （2）实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。 （3）若要测量生成的二氧化碳气体体积，与d管连接的导管序号是 。 【活动三】探究二氧化碳的捕捉和封存。 （4）碳捕捉：我国科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯()和水(化学反应方程式为)，利用该方法转化2.2t二氧化碳，可生产乙烯的质量是 。 10．碳循环、碳替代、碳封存和碳减排是实现碳中和的四种重要方法。 （1）科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 （2）碳循环：自然界中消耗二氧化碳的主要途径是 。 （3）碳替代：下列可实现碳替代的能源是 (填字母)。 a．煤     b．石油     c．太阳能     d．天然气 （4）碳封存：二氧化碳的吸收是碳封存的首要环节，常用碱溶液吸收。某同学为比较氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的效果，设计了图2实验。 ①若要达到该实验目的，则乙装置中a应为 mL。 ②实验过程中观察到乙中气球比甲中气球膨胀得更大，说明吸收CO2效果更好的是 (填化学式)溶液，写出乙装置中气球变大的主要原因 (用化学方程式表示)。 （5）碳减排：写出日常生活中你能做到的一种碳减排措施 。 11．为应对全球气候危机，中国宣布将提高“国家自主贡献”力度，力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 （1）由此“十四五”规划纲要中提出了重点控制化石能源消费的能源战略。下列不属于化石能源的是 。 A．煤 B．石油 C．风能 D．天然气 （2）我国科研人员研制出一种新型多功能复合催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，转化过程如下图所示。 已知X是一种单质，在一定条件下，I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，则X是 (填化学式)。 （3）碳中和必须做好“加减法”，一手减少二氧化碳等温室气体排放。一手发展碳捕集和封存技术等，实现排放量和吸收量的平衡。碳捕捉技术(CCUS)常用NaOH溶液来捕捉二氧化碳，工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)。 上述转化关系中可以循环使用的物质是 、 （填化学式） 12．开发和利用新能源是解决能源问题的重要途径。 （1）下列应用利用了新能源的是___________（填序号）。 A．太阳能飞机 B．风力发电机 C．潮汐能动力机 （2）氢气是理想的清洁能源。 ①氢气燃烧的化学方程式为 。 ②自然界中水是氢的大“仓库”。若全球水的总质量为1.38×1021kg，其中氢元素质量的计算式为 。 13．我国提出努力争取在2060年前实现碳中和，充分体现了解决气候问题的大国担当。某学习小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。 【项目一】调查碳循环 （1）观察图，自然界中消耗二氧化碳的途径有 (写一条即可)。 （2）基于碳循环视角，实现碳中和可以从两方面进行：①减少碳排放，② 。 【项目二】“碳”的捕集与利用 根据二氧化碳的性质，可用不同试剂“捕捉”二氧化碳。为比较捕捉效果，小组同学利用图1装置分别进行3次实验，测得瓶内压强随时间变化的曲线如图2。 【资料显示】氢氧化钠(NaOH)能与CO2发生反应。 实验1 实验2 实验3 试剂 H2O 石灰水 NaOH溶液 体积 30mL 30mL x （3）x的数值为 。 （4）结合图2分析，实验使用的三种试剂中，对CO2吸收效果最好的是 。 （5）实验2中发生反应的化学方程式为 。 （6）图2中NaOH溶液对应曲线在100s-300s内压强变化的原因是 。 （7）将二氧化碳转化为清洁燃料甲醇(CH3OH)，是我国科学研究的又一重大突破，其反应的微观示意图如图3，该反应的化学方程式为 。 （8）实现碳中和需要国家和个人的共同努力。作为中学生，你的低碳行动是 (写一条即可)。 14．“氧循环”“碳循环”“水循环”是自然界存在的三大重要循环。 （1）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （2）从微观角度解释氧气和臭氧(O3)性质不同的原因 。 （3）自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图中消耗二氧化碳的途径有 (填序号)。 （4）结合图示，下列关于碳、氧循环的认识正确的是_____(填字母)。 A．碳、氧循环能体现自然界中的物质和能量循环 B．碳、氧循环过程中各元素守恒，碳、氧元素质量和化合价均不变 C．绿色植物能使自然界中的氧原子总数增加 D．空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡 15．碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；努力争取2060年前实现碳中和，碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。体现了中国对解决气候问题的大国担当，实现“碳中和”通常可采取如下措施： （1）“碳”利用：超临界CO2是指温度与压强达到定值时，CO2形成气体与液态交融在一起的流体，研究发现超临界CO2流体与水相似，溶解能力强。被誉为“绿色环保感剂”。下列关于超临界CO2流体的说法正确的是 。 A．它是混合物 B．它的分子不再运动 C．它的化学性质与普通二氧化碳不相同 D．它可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂 （2）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 。 （3）不利于实现“碳达峰、碳中和”的是 。 A．风能发电 B．利用潮汐能 C．燃煤脱硫 D．水力发电 / 学科网（北京）股份有限公司 $$