第20讲 自然界中的碳循环-【暑假自学课】2025年新九年级化学暑假提升精品讲义（沪教版2024）

第20讲 自然界中的碳循环 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 自然界中的碳循环 1. 二氧化碳在自然界中的循环 （1） 产生途径：人和动植物的呼吸、微生物的分解、化石燃料的燃烧等。 （2） 吸收途径：植物的光合作用。 2. 二氧化碳对人体的影响 二氧化碳本身没有毒性，但空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体产生一定的影响。 （1） 人群密集的地方，应注意及时通风换气。 （2） 进入久未开启的菜窖和深井前，要检测其中的二氧化碳含量，避免损害健康。 3. 温室效应 （1） 什么叫温室效应 当大气中二氧化碳等气体的含量升高时，会增加大气对太阳光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温上升，这就是温室效应。 （2） 温室效应加剧的原因 ①煤、石油、天然气的消耗量急剧增加，人类排放的二氧化碳越来越多。 ②森林因为天灾和人类的乱砍滥伐而不断减少，二氧化碳的吸收减少。 （3） 温室效应加剧的危害 ①如果地球的气温持续上升，将导致冰川融化，海平面上升，一些沿海城市会被淹没。 ②气温上升，还会使更多的水蒸气进入大气，一些富饶的土地将逐渐变成沙漠。 ③有的科学家还认为，厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、干旱、洪涝等灾害也与温室效应有关。 ④极端天气和气候事件频发还可能扩大疫病流行，危害人类健康，破坏生物多样性。 【素养提升】用批判性思维看待温室效应 由于地球大气中二氧化碳的温室效应，地球的温度能维持在目前适合人类生存的温度。没有温室气体，地球的温度可能会比现在低30 ℃左右。二氧化碳为地球增添绿色，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，地球上的生物就失去了生存的基础。 知识点2 碳达峰碳中和目标的实现 为体现中国在应对气候变化问题上的大国担当，我国宣布提高国家自主贡献力度，二氧化碳排放力争于 2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。为实现我国的“双碳”目标，应从以下几个方面入手： （1） 同世界各国签署限制二氧化碳排放的国际公约，并严格执行。 （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） 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。 【素养提升】低碳生活 “低碳”是指较低的温室气体（以二氧化碳为主）排放；“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。在日常生活中，我们每一个人都应该形成“低碳”理念，倡导“低碳”生活。 教材习题01（P159） 为应对气候变化，我国提出了碳达峰碳中和目标。下列措施中不利于实现该目标的是 A. 上下班出行用自行车代替汽车 B. 将二氧化碳转化为化工产品 C. 将垃圾露天焚烧处理 D. 严禁乱砍滥伐树木 解题方法 露天焚烧垃圾会直接释放大量二氧化碳等温室气体以及其他有害污染物，增加净碳排放，抵消减排努力，因此不利于碳达峰碳中和目标的实现。 【答案】C 教材习题02（P159） 下列途径中属于吸收二氧化碳的是 A. 微生物的分解 B. 生物的呼吸作用 C. 汽油的燃烧 D. 植物的光合作用 解题方法 植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物，同时释放氧气，这一过程直接从大气中吸收二氧化碳，是自然界主要的二氧化碳吸收途径。 【答案】D 考点一 自然界中的二氧化碳 1．自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 A．氮循环 B．硫循环 C．碳循环 D．水循环 【答案】C 【解析】由图可知，化石燃料燃烧产生二氧化碳，动植物呼吸作用生成二氧化碳，动植物的遗体和排泄物通过缓慢氧化生成二氧化碳，绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，故该图表示的是自然界中的碳循环。 故选C。 2．绿色植物通过光合作用将气体X与H2O转化为葡萄糖与O2，气体X是 A．N2 B．Ar C．CO2 D．SO2 【答案】C 【解析】光合作用是二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气，故气体X是二氧化碳。 故选C。 3．氧循环和碳循环是自然界中的重要循环（如图）。分析两种循环，其中不正确的是 A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应 B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环 C．通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量 D．碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 【答案】B 【解析】A、生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气，氧循环过程中有新物质氧气、二氧化碳等生成，均发生了化学反应，故说法正确； B、氧气还可以通过生物的呼吸作用参与碳循环，错误，符合题意。 C、减少化石燃料的使用可以使空气中的二氧化碳排放量减少，植树造林可以通过植物的光合作用减少空气中的二氧化碳含量，从而控制二氧化碳的排放量，正确。 D、碳循环和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，故说法正确； 故选B。 考点二 碳达峰、碳中和 4．我国宣布力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现“碳中和”。与此“低碳”理念不相符的是 A．大力发展火力发电，满足用电需求 B．全民参与植树造林，禁止乱砍滥伐 C．限制燃放烟花爆竹，文明庆贺节日 D．减少使用化石燃料，提倡绿色出行 【答案】A 【解析】A、火力发电的原理为利用煤炭的燃烧发电，则大力发展火力发电能增加空气中二氧化碳的排放，与“低碳”理念不相符，故选项符合题意； B、多植树造林，禁止乱砍滥伐，有利于空气的净化，与“低碳”理念相符，故选项不符合题意； C、限制烟花的燃放能防止空气污染，与“低碳”理念相符，故选项不符合题意； D、减少使用化石燃料，提倡绿色出行，能减少空气的污染，与“低碳”理念相符，故选项不符合题意； 故选A。 5．我国政府工作报告中提出做好碳中和工作。碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是 A．教科书循环使用 B．用自行车代替汽车上下班出行 C．燃烧农作物秸秆以增加土地肥效 D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品 【答案】C 【解析】A、教科书循环使用可减少纸张的浪费，有利于实现碳中和，不符合题意； B、用自行车代替汽车上下班出行可减少有害气体的排放，有利于实现碳中和，不符合题意； C、燃烧农作物秸秆以增加土地肥效会增加有害气体排放，不利于实现碳中和，符合题意； D、研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品可减少二氧化碳含量，有利于有利于实现碳中和，不符合题意。 故选C。 6．下列途径有利于实现“碳达峰”和“碳中和”目标，有关说法不正确的是 A．“碳减排”：用清洁能源替代化石燃料减少CO2排放 B．“碳利用”：利用化学反应将二氧化碳转化为燃料、尿素等 C．“碳捕集”：用氢氧化钠溶液吸收CO2，该反应属于复分解反应 D．“碳封存”：CO2被压缩液化泵入地下储存，液化过程中CO2分子的间隔减小 【答案】C 【解析】A、用清洁能源（如太阳能、风能、水能等）替代化石燃料，能减少因化石燃料燃烧产生的CO2排放，从而有利于实现 “碳达峰” 和 “碳中和” 目标，该说法正确，不符合题意； B、可以通过化学反应将二氧化碳转化为燃料（如甲醇等）、尿素等物质，实现二氧化碳的资源化利用，减少大气中二氧化碳的含量，有利于实现目标，该说法正确，不符合题意； C、氢氧化钠溶液吸收CO2发生的反应为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应，该反应过程中没有相互交换成分，不符合复分解反应的特点，不属于复分解反应，该说法不正确，符合题意； D、CO2被压缩液化泵入地下储存，由气态变为液态，此液化过程中CO2分子的间隔减小，该说法正确，不符合题意。 故选C。 7．中国已向世界承诺2030年实现“碳达峰”，2060年达成“碳中和”，即2030年二氧化碳排放量达到峰值，2060年实现排放与消耗相互抵消。请回答： （1）向空气中排放的CO2主要来源：一是 ，二是 。 （2）要使空气中的CO2被消耗而降低主要靠 。 【答案】化石燃料的燃烧 人和动植物的呼吸 绿色植物光合作用 【解析】（1）向空气中排放的CO2主要来源：一是化石燃料的燃烧，二是人和动植物的呼吸，故填：化石燃料的燃烧；人和动植物的呼吸； （2）绿色植物光合作用能吸收二氧化碳，放出氧气，故填：绿色植物光合作用。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 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。 【学习重难点】 1.从化学学科视角认识自然界中的碳循环。 2.认识并践行节能减排、绿色低碳的生活方式。 1．“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。 2．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。 3．我国提出2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。下列做法不利于实现“碳达峰，碳中和”的是 A．绿色出行 B．焚烧垃圾 C．节约用纸 D．随手关灯 【答案】B 【解析】A、绿色出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，利于实现“碳达峰，碳中和”，不符合题意； B、焚烧垃圾，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； C、节约用纸，可以节约资源，减少森林的砍伐，增加二氧化碳的吸收，利于实现“碳达峰，碳中和”，不符合题意； D、随手关灯，可以节约能源，减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，利于实现“碳达峰，碳中和”，不符合题意。 故选B。 4．“碳达峰、碳中和”是近期频繁出现的热词。关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是 A．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环 B．碳循环和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 C．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化 D．绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环 【答案】A 【解析】A、碳循环和氧循环分别是指碳元素、氧元素在自然界中的循环，错误； B、碳循环和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，正确； C、碳循环和氧循环过程中都伴随新物质的生成，均发生了化学变化，正确； D、绿色植物的生长过程，有光合作用、呼吸作用；故既涉及碳循环，又涉及氧循环，正确； 故选A。 5．低碳环保的生活理念已深入人心。下列做法与这一理念不相符的是 A．随手关闭电灯 B．推广使用太阳能灯 C．使用可降解塑料 D．露天焚烧垃圾 【答案】D 【解析】A、随手关灯，可节约电能，减少发电产生的碳排放，符合低碳理念，不符合题意； B、太阳能属于清洁能源，推广使用可减少化石燃料消耗，减少二氧化碳的排放，符合低碳理念，不符合题意； C、使用可降解塑料，能减少白色污染，属于环保措施，符合低碳理念，不符合题意； D、露天焚烧垃圾，会产生大量有害气体和二氧化碳，加剧空气污染和温室效应，与低碳环保理念相悖，符合题意。 故选D。 6．下列能产生温室效应的气体是 A．二氧化硫 B．二氧化氮 C．二氧化碳 D．氢气 【答案】C 【解析】产生温室效应的气体主要是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等；而二氧化硫、二氧化氮、氢气不会产生温室效应； 故选C。 7．我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图,下列说法错误的是 A．碳中和是指用碱中和产生的 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分最终转变为碳酸盐 D．化石燃料燃烧使排放量增加 【答案】A 【解析】A、人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。选项错误； B、植物光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，选项正确； 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，选项正确； D、化石燃料燃烧使二氧化碳排放量增加，选项正确。 故选A。 8．社会发展需要人与自然和谐共生。生活中的下列做法，符合低碳环保理念的是 ①积极植树种草 ②乘公交车出行 ③废弃电池深埋 ④践行光盘行动 ⑤随意丢弃垃圾 ⑥自备购物布袋 A．①②④⑥ B．①③④⑤ C．②③④⑥ D．②④⑤⑥ 【答案】A 【解析】①积极植树种草，符合低碳环保理念，符合题意； ②乘公交车出行，有利于节约资源，符合低碳环保理念，符合题意； ③废弃电池含有有毒物质，统一回收处理，不能深埋，否则会造成土壤和地下水污染，不符合题意低碳环保理念，不符合题意； ④践行光盘行动，符合低碳环保理念，符合题意； ⑤随意丢弃垃圾，污染环境，不符合题意低碳环保理念，不符合题意； ⑥自备购物布袋，节约资源，且能减少白色污染，符合低碳环保理念，符合题意； 故选：A。 9．自然界中碳氧循环如图所示。下列说法正确的是 A．动植物的呼吸作用放出氧气 B．碳氧循环过程均发生了化学变化 C．绿色植物光合作用过程没有元素化合价的变化 D．氧气只能通过含碳物质燃烧才能进入碳氧循环 【答案】B 【解析】A、动植物的呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳，不符合题意； B、碳氧循环过程中，均有新物质生成，如光合作用生成氧气等，呼吸作用生成二氧化碳等，均发生了化学变化，符合题意； C、绿色植物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，化合物中元素化合价不是零，氧气中氧元素化合价为0，故氧元素的化合价一定发生了改变，不符合题意； D、氧气不仅能通过含碳物质燃烧进入碳氧循环，还能通过呼吸作用等进入碳氧循环，不符合题意。 故选B。 10．“碳中和”我们一直在行动，我国宣布在2060年前实现“碳中和”。“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。 (1)“碳封存”：某实验基地通过将气态二氧化碳压入地下变为液态二氧化碳实现二氧化碳的封存。此封存技术可行的化学理论依据是 。 (2)“碳转化”：利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素和水，该反应的化学方程式为 。在反应物氨气中，氮元素的化合价为 价。 (3)“碳中和”人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是： （写一条即可）。 【答案】(1)二氧化碳沸点较低，在低温高压情况下容易变为液态 (2) -3 (3)植树造林(合理即可) 【解析】（1）二氧化碳沸点较低，在低温高压情况下容易变为液态，通过将气态CO2压入地下变为液态CO2实现CO2的封存； （2）二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素 [CO(NH2)2] 和水，该反应的化学方程式为：； 在反应物氨气中，氢元素显+1价，根据在化合物中各元素的正负化合价代数和为0，则氮元素的化合价为-3价； （3）低碳行动有植树造林、骑自行车出行、节约用电、纸张双面使用等。 11．我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标，“碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长，如图为自然界中的循环图，图中箭头指向表示产生（排放）或消耗的途径，回答下列问题： (1)途径①需要消耗空气中的 。 (2)途径④通过光合作用吸收的量白天 （填“大于”或“小于”）夜晚。 (3)用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是_______（填字母序号）。 A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环 B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变 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：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加 (4)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 （填数字序号）。 【答案】(1)氧气/ (2)大于 (3)AC (4)④⑥ 【解析】（1）由图可知，途径①为呼吸作用，呼吸作用消耗氧气，生成二氧化碳； （2）途径④通过光合作用吸收二氧化碳，光合作用需要光照，故吸收二氧化碳的量：白天大于夜晚； （3）A、人呼吸作用吸收氧气，生成二氧化碳，故每个人都在参与碳、氧循环，符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，故碳、氧循环过程中各元素守恒，但是碳、氧循环过程中，化合价发生改变，如呼吸作用过程中，氧元素发生改变，不符合题意； C、光合作用消耗二氧化碳，生成氧气，呼吸作用等消耗氧气，生成二氧化碳，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； D、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故自然界中氧原子数目不变，不符合题意。 故选AC； （4）由图可知，图中消耗二氧化碳的途径有绿色植物的光合作用，光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，还有海水吸收二氧化碳，二氧化碳能与水反应生成碳酸，从而被海水吸收，故填：④⑥。 12．“碳达峰”“碳中和”理念提出，推动社会各界和公众积极参与生态文明建设。请回答下列问题。 (1)大气中的含量不断上升，从而导致的环境问题是 。 (2)利用废气中的制取甲醇（）能实现碳减排（反应的微观示意图如图所示），写出制取甲醇的化学方程式： 。 (3)“碳中和”主要是指抵消温室气体的排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”，下列做法错误的是______（填字母） A．大力植树造林 B．捕集、利用和封存 C．开发氢能，利用太阳能等清洁能源 D．化石燃料燃烧产生大量，禁止使用化石燃料 (4)“低碳”生活是一种生活态度，也是一种生活理念。请你写出一条践行“低碳”生活的具体措施： 。 【答案】(1)温室效应加剧 (2) (3)D (4)随手关灯或者双面使用纸张（答案合理即可） 【解析】（1）大气中CO2的含量不断上升，会导致全球变暖，从而导致的环境问题是温室效应加剧； （2）二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，化学方程式为； （3）A、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，大力植树造林，有利于实现碳中和，做法正确； B、捕集、利用和封存CO2，可以减少大气中的二氧化碳，有利于实现碳中和，做法正确； C、开发氢能，利用太阳能等清洁能源，可以减少化石能源的使用，减少二氧化碳的排放，有利于实现碳中和，做法正确； D、化石燃料是当今社会的主流能源石，禁止使用化石燃料是不现实的，会严重影响人类的生产生活，应该合理使用化石能源，有利于实现碳中和，做法错误； 故选：D。 （4）日常出行使用公共交通工具，随手关灯或者双面使用纸张（答案合理即可），均是践行“低碳”生活的具体措施。 13．我国强调要在2030年实现“碳达峰”，在2060年实现“碳中和”。“圆梦”小组同学确立了以“碳中和”为主题的学习内容，力求构建碳中和理念，努力践行低碳行动。请你参与完成以下任务。 任务一：认识“碳中和”。 (1)结合图1所示“碳中和”公益图，“碳中和”是指二氧化碳的排放与 相抵消，实现二氧化碳的净零排放。 任务二：揭秘“碳循环”。 (2)图1从图2中可以看出，自然界中产生二氧化碳的途径主要有微生物分解作用、呼吸作用和 ； (3)自然界吸收二氧化碳的途径有 、岩石吸收和水体吸收等。岩石（主要成分为碳酸钙）可以吸收二氧化碳生成碳酸氢钙[]，请你写出这一过程发生反应的方程式 。 【答案】(1)吸收 (2)化石燃料的燃烧 (3) 光合作用 【解析】（1）“碳中和”是指二氧化碳的排放总量与吸收总量相抵消，即大气中二氧化碳的总量不增加，实现二氧化碳的净零排放。 （2）从图2中可以看出，自然界中产生二氧化碳的途径主要有微生物分解作用、呼吸作用和化石燃料的燃烧。 （3）由图可知，自然界吸收二氧化碳的途径有光合作用、岩石吸收和水体吸收等；碳酸钙、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙，故反应的化学方程式写为：。 14．以CO2为主的温室气体排放越来越成为社会关注的热点。 (1)近年来，空气中CO2含量不断上升的主要原因是 。 (2)绿色化学是从源头上消除或减少对环境的破坏，其重要原则有： ①拒用。请举出低碳生活的一个实例 。 ②再生。如图是科学家设计的一种理想的氢元素循环模式。它实现了低碳减排，请写出(I)中发生反应的化学方程式： 。 ③回收。目前使用膜分离法从空气中分离出CO2，这个过程CO2发生 (填“物理”或“化学”)变化。这些CO2可作为气体肥料， 还可制造用于人工降雨。 (3)大气中的CO2是不是越少越好 ？为什么 ？。 【答案】(1)大量燃烧含碳的物质 (2) 不使用一次性筷子 2H2O2H2↑+O2↑ 物理 干冰 (3) 不是 二氧化碳过少会导致地球气温降低或绿色植物无法进行光合作用 【解析】（1）因生活、生产中化石燃料的燃烧能产生大量的二氧化碳，则大量含碳物质的燃烧是造成空气中CO2含量不断上升的主要原因； （2）①拒用；低碳生活的实例：不使用一次性筷子等（合理即可）； ②再生；(I)中为水在太阳能和催化剂的作用下分解生成氢气和氧气，该反应方程式为； ③回收；目前使用膜分离法从空气中分离出CO2，是利用各种气体在不同膜材料中渗透速率的差异来实现分离的，这个过程没有新物质生成，CO2发生物理变化；这些CO2可作为气体肥料，二氧化碳的固态干冰升华吸热还可用于人工降雨； （3）大气中的CO2不是越少越好，二氧化碳过少会导致地球地表温度降低和绿色植物无法进行光合作用。 15．“碳中和”，我们一直在行动 我国宣布在2060年前实现碳中和，“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。 (1)“碳封存” 我国海上二氧化碳封存示范工程项目已成功投入使用。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。 ①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因 。 ②为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等，同时对二氧化碳进行干燥处理。请用化学方程式表示二氧化碳需要干燥的原因 。 ③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填序号)。 A．超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同 B．超临界二氧化碳容易燃烧 C．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大 D．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 (2)“碳转化” 利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。 ①二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素，同时生成水，该反应的化学方程式为 。 ②在一定条件下，利用新型电解装置将二氧化碳转化为甲酸()，化学方程式为，X的化学式为 。 (3)碳中和，人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是 (写一条即可)。 【答案】(1) 气态二氧化碳分子间隔很大，容易被压缩 CD (2) (3)植树（合理即可） 【解析】（1）①分子之间有间隔，压强越大，分子间间隔越小，所以二氧化碳易被压缩是因为气态二氧化碳分子间隔很大，容易被压缩； ②二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能与不锈钢或低铬钢发生反应，所以需要对二氧化碳进行干燥处理，二氧化碳需要干燥的原因是：； ③A.超临界二氧化碳与二氧化碳都是由二氧化碳分子构成的，组成相同，此选项错误； B.分子是保持物质化学性质的一种微粒，超临界二氧化碳与二氧化碳都是由二氧化碳分子构成的，所以化学性质相同，二氧化碳不燃烧，所以超临界二氧化碳也不燃烧，此选项错误； C. 超临界二氧化碳的密度高，接近液态二氧化碳，粘度小，流动快，接近气态二氧化碳，所以同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大，此选项正确； D.超临界二氧化碳是二氧化碳通入压缩机加压和干燥得到的，所以存在于特定的条件下，故条件改变，状态改变，此选项正确。 故选CD。 （2）①二氧化碳与氨气在一定条件下反应生成尿素和水，反应的化学方程式为； ②由化学方程式可知，反应前碳、氧、氢的原子个数分别为2、6、4；反应后碳、氧、氢的原子个数分别为2、4、4，所以一个X分子中含有2个氧原子，所以X的化学式为； （3）低碳行动有植树、骑自行车，或节约用电等。 16．如图所示是小明同学的低碳行动方案，请补充完善。 (1)完善方案中的内容(请各补写一条)： a． ；b． 。 (2)CO2物理利用 (选填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。 (3)植树造林，利用绿色植物的 作用吸收CO2。 (4)我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。 物质丁的化学式为 。 【答案】(1) 减少一次性餐具的使用(答案合理即可) 人工降雨(答案合理即可) (2)不能 (3)光合 (4)H2O 【解析】（1）低碳生活的行为有光盘行动、减纸减塑、减少一次性餐具的使用、乘坐公共交通工具出行、植树造林等；CO2物理利用有用于冷藏保鲜、人工降雨、制作舞台效应等； （2） CO2物理利用只是二氧化碳的状态发生了改变，属于物理变化，不能减少二氧化碳的含量； （3）植树造林，利用绿色植物的光合作用吸收二氧化碳； （4） 根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含C、H、O的个数分别是1、6、2，生成物中含C、H、O的个数分别是1、4、1，故生成物中还应含2个H、1个O，故丁的化学式为：H2O。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第20讲 自然界中的碳循环 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 自然界中的碳循环 1. 二氧化碳在自然界中的循环 （1） 产生途径：人和动植物的 、微生物的 、 的燃烧等。 （2） 吸收途径：植物的 。 2. 二氧化碳对人体的影响 二氧化碳本身 毒性，但空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体产生一定的影响。 （1） 人群密集的地方，应注意及时 。 （2） 进入久未开启的菜窖和深井前，要检测其中的 含量，避免损害健康。 3. 温室效应 （1） 什么叫温室效应 当大气中 等气体的含量升高时，会增加大气对太阳光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温上升，这就是温室效应。 （2） 温室效应加剧的原因 ① 急剧增加，人类排放的二氧化碳越来越多。 ②森林因为天灾和人类的乱砍滥伐而不断减少，二氧化碳的 。 （3） 温室效应加剧的危害 ①如果地球的气温持续上升，将导致 ，海平面上升，一些沿海城市会被淹没。 ②气温上升，还会使更多的 进入大气，一些富饶的土地将逐渐变成沙漠。 ③有的科学家还认为，厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、干旱、洪涝等灾害也与 有关。 ④极端天气和气候事件频发还可能扩大疫病流行，危害 ，破坏生物多样性。 【素养提升】用批判性思维看待温室效应 由于地球大气中二氧化碳的温室效应，地球的温度能维持在目前适合人类生存的温度。没有温室气体，地球的温度可能会比现在低30 ℃左右。二氧化碳为地球增添绿色，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，地球上的生物就失去了生存的基础。 知识点2 碳达峰碳中和目标的实现 为体现中国在应对气候变化问题上的大国担当，我国宣布提高国家自主贡献力度，二氧化碳排放力争于 2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。为实现我国的“双碳”目标，应从以下几个方面入手： （1） 同世界各国签署限制 排放的国际公约，并严格执行。 （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 。 （4） 大力 ，严禁 。 （5） 科学家高度关注 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 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。 【素养提升】低碳生活 “低碳”是指较低的温室气体（以二氧化碳为主）排放；“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。在日常生活中，我们每一个人都应该形成“低碳”理念，倡导“低碳”生活。 教材习题01（P159） 为应对气候变化，我国提出了碳达峰碳中和目标。下列措施中不利于实现该目标的是 A. 上下班出行用自行车代替汽车 B. 将二氧化碳转化为化工产品 C. 将垃圾露天焚烧处理 D. 严禁乱砍滥伐树木 解题方法 露天焚烧垃圾会直接释放大量二氧化碳等温室气体以及其他有害污染物，增加净碳排放，抵消减排努力，因此不利于碳达峰碳中和目标的实现。 【答案】 教材习题02（P159） 下列途径中属于吸收二氧化碳的是 A. 微生物的分解 B. 生物的呼吸作用 C. 汽油的燃烧 D. 植物的光合作用 解题方法 植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物，同时释放氧气，这一过程直接从大气中吸收二氧化碳，是自然界主要的二氧化碳吸收途径。 【答案】 考点一 自然界中的二氧化碳 1．自然界存在多种元素及物质的循环。下图表示的是自然界中的 A．氮循环 B．硫循环 C．碳循环 D．水循环 2．绿色植物通过光合作用将气体X与H2O转化为葡萄糖与O2，气体X是 A．N2 B．Ar C．CO2 D．SO2 3．氧循环和碳循环是自然界中的重要循环（如图）。分析两种循环，其中不正确的是 A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学反应 B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环 C．通过减少化石燃料的使用和大力植树造林以控制二氧化碳的排放量 D．碳循环和氧循环有利于维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定 考点二 碳达峰、碳中和 4．我国宣布力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现“碳中和”。与此“低碳”理念不相符的是 A．大力发展火力发电，满足用电需求 B．全民参与植树造林，禁止乱砍滥伐 C．限制燃放烟花爆竹，文明庆贺节日 D．减少使用化石燃料，提倡绿色出行 5．我国政府工作报告中提出做好碳中和工作。碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是 A．教科书循环使用 B．用自行车代替汽车上下班出行 C．燃烧农作物秸秆以增加土地肥效 D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品 6．下列途径有利于实现“碳达峰”和“碳中和”目标，有关说法不正确的是 A．“碳减排”：用清洁能源替代化石燃料减少CO2排放 B．“碳利用”：利用化学反应将二氧化碳转化为燃料、尿素等 C．“碳捕集”：用氢氧化钠溶液吸收CO2，该反应属于复分解反应 D．“碳封存”：CO2被压缩液化泵入地下储存，液化过程中CO2分子的间隔减小 7．中国已向世界承诺2030年实现“碳达峰”，2060年达成“碳中和”，即2030年二氧化碳排放量达到峰值，2060年实现排放与消耗相互抵消。请回答： （1）向空气中排放的CO2主要来源：一是 ，二是 。 （2）要使空气中的CO2被消耗而降低主要靠 。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 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。 【学习重难点】 1.从化学学科视角认识自然界中的碳循环。 2.认识并践行节能减排、绿色低碳的生活方式。 1．“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 2．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 3．我国提出2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。下列做法不利于实现“碳达峰，碳中和”的是 A．绿色出行 B．焚烧垃圾 C．节约用纸 D．随手关灯 4．“碳达峰、碳中和”是近期频繁出现的热词。关于碳循环和氧循环，下列说法不正确的是 A．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环 B．碳循环和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 C．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化 D．绿色植物的生长过程，既涉及碳循环，又涉及氧循环 5．低碳环保的生活理念已深入人心。下列做法与这一理念不相符的是 A．随手关闭电灯 B．推广使用太阳能灯 C．使用可降解塑料 D．露天焚烧垃圾 6．下列能产生温室效应的气体是 A．二氧化硫 B．二氧化氮 C．二氧化碳 D．氢气 7．我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图,下列说法错误的是 A．碳中和是指用碱中和产生的 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分最终转变为碳酸盐 D．化石燃料燃烧使排放量增加 8．社会发展需要人与自然和谐共生。生活中的下列做法，符合低碳环保理念的是 ①积极植树种草 ②乘公交车出行 ③废弃电池深埋 ④践行光盘行动 ⑤随意丢弃垃圾 ⑥自备购物布袋 A．①②④⑥ B．①③④⑤ C．②③④⑥ D．②④⑤⑥ 9．自然界中碳氧循环如图所示。下列说法正确的是 A．动植物的呼吸作用放出氧气 B．碳氧循环过程均发生了化学变化 C．绿色植物光合作用过程没有元素化合价的变化 D．氧气只能通过含碳物质燃烧才能进入碳氧循环 10．“碳中和”我们一直在行动，我国宣布在2060年前实现“碳中和”。“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。 (1)“碳封存”：某实验基地通过将气态二氧化碳压入地下变为液态二氧化碳实现二氧化碳的封存。此封存技术可行的化学理论依据是 。 (2)“碳转化”：利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素和水，该反应的化学方程式为 。在反应物氨气中，氮元素的化合价为 价。 (3)“碳中和”人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是： （写一条即可）。 11．我国“十四五”规划已经明确“2030年前实现碳达峰”的目标，“碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值，不再增长，如图为自然界中的循环图，图中箭头指向表示产生（排放）或消耗的途径，回答下列问题： (1)途径①需要消耗空气中的 。 (2)途径④通过光合作用吸收的量白天 （填“大于”或“小于”）夜晚。 (3)用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是_______（填字母序号）。 A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环 B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变 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：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加 (4)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 （填数字序号）。 12．“碳达峰”“碳中和”理念提出，推动社会各界和公众积极参与生态文明建设。请回答下列问题。 (1)大气中的含量不断上升，从而导致的环境问题是 。 (2)利用废气中的制取甲醇（）能实现碳减排（反应的微观示意图如图所示），写出制取甲醇的化学方程式： 。 (3)“碳中和”主要是指抵消温室气体的排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”，下列做法错误的是______（填字母） A．大力植树造林 B．捕集、利用和封存 C．开发氢能，利用太阳能等清洁能源 D．化石燃料燃烧产生大量，禁止使用化石燃料 (4)“低碳”生活是一种生活态度，也是一种生活理念。请你写出一条践行“低碳”生活的具体措施： 。 13．我国强调要在2030年实现“碳达峰”，在2060年实现“碳中和”。“圆梦”小组同学确立了以“碳中和”为主题的学习内容，力求构建碳中和理念，努力践行低碳行动。请你参与完成以下任务。 任务一：认识“碳中和”。 (1)结合图1所示“碳中和”公益图，“碳中和”是指二氧化碳的排放与 相抵消，实现二氧化碳的净零排放。 任务二：揭秘“碳循环”。 (2)图1从图2中可以看出，自然界中产生二氧化碳的途径主要有微生物分解作用、呼吸作用和 ； (3)自然界吸收二氧化碳的途径有 、岩石吸收和水体吸收等。岩石（主要成分为碳酸钙）可以吸收二氧化碳生成碳酸氢钙[]，请你写出这一过程发生反应的方程式 。 14．以CO2为主的温室气体排放越来越成为社会关注的热点。 (1)近年来，空气中CO2含量不断上升的主要原因是 。 (2)绿色化学是从源头上消除或减少对环境的破坏，其重要原则有： ①拒用。请举出低碳生活的一个实例 。 ②再生。如图是科学家设计的一种理想的氢元素循环模式。它实现了低碳减排，请写出(I)中发生反应的化学方程式： 。 ③回收。目前使用膜分离法从空气中分离出CO2，这个过程CO2发生 (填“物理”或“化学”)变化。这些CO2可作为气体肥料， 还可制造用于人工降雨。 (3)大气中的CO2是不是越少越好 ？为什么 ？。 15．“碳中和”，我们一直在行动 我国宣布在2060年前实现碳中和，“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。 (1)“碳封存” 我国海上二氧化碳封存示范工程项目已成功投入使用。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器，再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥，使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳；粘度小，流动快，接近气态二氧化碳。 ①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因 。 ②为了防止对输送管道内部造成腐蚀，输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等，同时对二氧化碳进行干燥处理。请用化学方程式表示二氧化碳需要干燥的原因 。 ③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填序号)。 A．超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同 B．超临界二氧化碳容易燃烧 C．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大 D．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 (2)“碳转化” 利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。 ①二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素，同时生成水，该反应的化学方程式为 。 ②在一定条件下，利用新型电解装置将二氧化碳转化为甲酸()，化学方程式为，X的化学式为 。 (3)碳中和，人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行动是 (写一条即可)。 16．如图所示是小明同学的低碳行动方案，请补充完善。 (1)完善方案中的内容(请各补写一条)： a． ；b． 。 (2)CO2物理利用 (选填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。 (3)植树造林，利用绿色植物的 作用吸收CO2。 (4)我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成。其中二氧化碳制取甲醇(CH3OH)环节的微观示意图如图(图中的微观粒子恰好完全反应)。 物质丁的化学式为 。 2 / 14 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