第三节 碳达峰与碳中和（同步讲义）化学鲁教版五四学制2024八年级全一册

第七单元 燃烧及其控制 第三节 碳达峰与碳中和 教学目标 1.了解碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分，人类活动大量开发与利用化石燃料，对生态环境的影响。 2.了解碳达峰与碳中和，以及实现“双碳”目标的思路和方法。 重点和难点 实现“双碳”目标的思路和方法。 ◆知识点一 了解自然界中的碳循环 1．碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。 是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 （1）产生二氧化碳： 、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等。 （2）消耗二氧化碳：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，一部分最终转化为碳酸盐。 （3）二氧化碳的循环对自然界和人类社会的重要意义。 ①二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造 和释放氧气。 ②二氧化碳对人类社会也有重要意义。首先，二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物，这将严重影响人类的 。其次，二氧化碳可以通过化学反应生产出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工产品，对工业生产具有重要意义。 （4）造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因： ‌。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的化石燃料大量增加，这是导致大气中二氧化碳含量增加的主要原因。‌ 特别提醒 要了解绿色植物在二氧化碳循环中的作用包括两方面：呼吸作用和光合作用。呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳放出氧气。 即学即练 【例】（2025·广东茂名·二模）绘制碳循环简图（如右图）。下列有关说法错误的是（ ） A．绿色植物通过光合作用吸收CO2 B．化石燃料完全燃烧转化为CO2 C．海水吸收CO2生成稳定的碳酸 D．大气层的CO2能产生温室效应 ◆知识点二 实现“双碳目标”的路径 1．碳循环的严重失衡 当大量排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时，就造成了碳循环的严重失衡，导致大气温室效应加剧，引发全球气候变化。 2．碳达峰与碳中和 碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰；达峰之后，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。 3．中国“双碳”目标 2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 年前达到峰值，努力争取 年前实现碳中和。 4．实现“双碳”目标的思路 一方面要 ，控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放，比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进 。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。 特别提醒 （1）碳达峰和碳中和是全世界为应对过量碳排放带来的全球气候挑战达成的共识。其中，“碳”指的主要是二氧化碳。 （2）碳中和最核心的科学问题是物质转化和能量转换。我们把碳循环过程中向大气中释放二氧化碳的现象简称“碳排放”，把大气中相对于“收支平衡”的碳循环而言，二氧化碳过量的现象简称“碳超标”。 即学即练 【例】我国提出力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。 （1）“碳减排”。从能源结构看减排。我国近20年一次能源消费结构对比如图1. ①根据图1，2000-2020年能源消费结构中逐渐升高的是 。利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少 的排放。做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，则需将灶具进风口 (填“调大”或“调小”)即可恢复正常的淡蓝色火焰。 ②人类活动排放的主要途径有 (写一个)等。 ③写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为： 。 （2）“碳捕获”。利用化学方法吸收是实现“碳捕获”的方法之一。海水吸收的产物是 。 （3）“碳利用”。我国科学家使用纳米纤维作催化剂实现了的转化。反应原理如下图所示： ①反应前后未发生改变的微观粒子有 (填一种即可)。 ②上述反应的化学方程式为 。 （4）“碳封存”。矿物质碳化封存的反应之一是氧化镁与化合生成碳酸镁，碳酸镁的化学式为 。 考点一 解自然界中的碳循环 【例1】（25-26九年级上·山东东营·开学考试）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合图回答问题： （1）从物质变化角度看，水循环与另外两种循环本质的区别是 。 （2）在⑤⑧两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。 （3）从微观的角度解释氧气和臭氧性质不同的原因 。 （4）结合图示，利用化学学科观点分析碳循环和氧循环，其中不正确的是____（填序号） A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素 B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒 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：绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加 解题要点： 二氧化碳的循环对自然界和人类社会的意义 ①二氧化碳是光合作用的原料之一，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。 ②二氧化碳能防止热量散失，使地球的温度保持稳定。如果没有二氧化碳，地球会变成“冰球”。 【变式1-1】（24-25八年级下·山东·期末）下列关于碳循环和氧循环说法错误的是（ ） A．碳循环和氧循环中的“碳”和“氧”分别指的是二氧化碳和氧气 B．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化 C．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 D．我们每个人都在参与碳循环和氧循环 【变式1-2】（24-25八年级下·山东淄博·期末）“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。下列说法不正确的是（ ） A．图中产生二氧化碳的主要途径是①③⑥ B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环 C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能 D．海水吸收CO2过程中既有物理变化又有化学变化 考点二 实现“双碳目标”的路径 【例3】（2025·江西·一模）气候变化是人类面临的全球性问题，中国争取2060年前实现“碳中和”。“碳中和”就是采取各种措施全部抵消掉生产生活中排放的二氧化碳。“碳中和”中的“碳”指的是（ ） A．碳原子 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．碳元素 【变式3-1】（2025·广东广州·二模）扎实做好“碳达峰”、“碳中和”各项工作是减缓温室效应的有力举措。下列说法不正确的是（ ） A．“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指CO2 B．煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，这些方法都属于物理变化 C．造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料(煤、石油和天然气)的过度使用，它们都是混合物 D．绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车 【变式3-2】碳捕获与封存是实现“碳中和”目标的重要途径之一。 （1）物理固碳∶重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，实现CO2的封存。从微观的角度解释主要是分子之间的间隔在 （填“增大”或“减小”）。 （2）化学固碳：加压水洗法固定CO2，发生反应的化学方程式是 。 （3）生物固碳：绿色植物光合作用吸收CO2生成葡萄糖与氧气。从能量转化的角度看，该反应是将光能转化为 能。 （4）减少碳排放，树立“低碳”理念。写出“低碳交通出行”的一种具体做法 。 基础达标 1．为应对全球变暖，以下低碳行动中能增加二氧化碳吸收的是 A．大力开展植树造林 B．促进节能产品普及 C．光伏覆盖公共建筑 D．提倡共享单车使用 2．自然界能减少大气中含量的途径是 A．火山喷发 B．森林着火 C．光合作用 D．碳酸分解 3．（24-25八年级下·山东烟台·期末）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．三种循环都伴随着能量的变化，碳循环中的“碳”是指碳元素 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．三大循环过程中元素守恒，且元素化合价不变 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．（2025·山东聊城·模拟预测）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．乘坐公共交通工具绿色出行 B．生活垃圾就地焚烧 C．双面打印节约用纸 D．安装太阳能灯，利用新能源 5．（25-26九年级上·山东东营·开学考试）阅读下列科普短文，根据文中内容回答问题。 人类每年排放的370亿吨CO2搅乱了全球气候。为此，科学家正在寻找各种方法把多余的CO2从空气中清除。而大自然为我们提供了天然的帮手——海洋，如果适当调节海洋的化学环境，是否能让它吸收更多的CO2并将其封存在海洋中呢？ 科学家们研究了多种“海洋二氧化碳去除”技术，如“海洋碱度增强”“直接海洋去除”。“海洋碱度增强”是向海洋中撒入碾碎的碱性物质提高海水的碱度（中和酸的能力），使其将更多溶解的CO2转化为碳酸氢根离子和碳酸根离子，从而进一步从空气中吸收CO2，让它能在水体中保留数千年之久。“直接海洋去除”是通过水泵将海水引入陆上设施中，从中提取CO2并储存。处理过的再被水泵送回海洋，使其能够继续吸收空气中的CO2，目前，“海洋二氧化碳去除”技术的实施尚面临诸多挑战。我们既要研究如何清除已经排放的CO2，也要从源头上减少排放。 （选自《环球科学》总301期有删改） （1）进入海洋中的CO2会与H2O发生化学反应，请写出该反应的化学方程式 。 （2）海洋中含有丰富的钠离子、镁离子、氯离子，请写出碳酸根离子在海洋中可能形成的化合物的化学式 （任写1种）。 （3）CO2在海洋中溶解性除受温度、压强影响外，还受到 的影响。 （4）CO2与生产生活息息相关，下列关于CO2的用途错误的是__________（填字母）。 A．冶炼金属 B．灭火 C．光合作用的原料 D．人工降雨 6．能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。 （1）目前人们使用的化石燃料都是复杂的混合物，燃烧会产生多种产物，其中会造成酸雨的主要物质是_______(填序号)。 A．甲烷和一氧化碳 B．二氧化硫和一氧化碳 C．一氧化碳和二氧化碳 D．二氧化硫和二氧化氮 （2）为控制二氧化碳对环境的影响，要力争实现二氧化碳的排放量等于二氧化碳的吸收量。二氧化碳的吸收方式有“自然吸收”和“人工转化”，“自然吸收”的途径之一是“海水吸收”，其涉及的原理包括水与二氧化碳的反应，其化学方程式为 ；“人工转化”的方法之一是在一定条件下将二氧化碳与氢气反应，产生甲醇(CH3OH)和水，写出该反应的化学方程式 。 7．为解决温室效应加剧问题，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。 （1）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是 。 （2）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是_______。 A．光合作用 B．海洋吸收 C．工业利用 8．（25-26九年级上·安徽·课后作业）化学体现在自然、生活、科技等各个领域。 （1）自然界中碳氧循环的环节之一为绿色植物的光合作用，有关反应的化学方程式为，则 ；绿色植物的光合作用与二氧化碳溶于水发生的反应，反应物相同，产物不同的原因是 不同。 （2）下列用化学学科观点分析“碳氧循环”的说法，正确的是___________(填字母)。 A．变化观：碳氧循环能体现自然界中的物质和能量循环 B．守恒观：碳氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变 C．微粒观：绿色植物能使自然界中的氧原子总数增加 D．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 9．（24-25八年级下·山东淄博·期末）我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”，即通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放，实现“零排放”。 （1）“碳”排放：减少排放，你还有哪些做法 （写一种）。 （2）“碳”吸收：自然界有多种途径吸收 ①绿色植物通过 吸收 ②写出海水能吸收二氧化碳的化学方程式 。 ③下列做法符合“低碳”理念的有 （填序号）。 a.骑自行车出行    b.纸张双面打印    c.使用一次性餐具 （3）“碳”利用：①将作为资源是实现碳中和的有效方法。以和为原料，在一定条件可合成和水，参加反应的和的质量比为 。 ②从化学性质角度看，二氧化碳能用来灭火的原因是 。 10．（24-25八年级下·山东泰安·期末）“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环，请结合下图回答问题： （1）关于三大重要循环，下列说法不正确的是_____（填字母序号）。 A．变化观：“水循环”主要是由于水分子的运动引起的 B．守恒观：每个人都在参与碳、氧循环，循环过程中各元素守恒 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：绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加 （2）“碳循环”和“碳中和”中的“碳”，含义 （填“相同”或“不相同”）。图中①至⑧消耗氧气的途径有 （填序号）。 （3）对比①⑥可知，同样是二氧化碳和水反应，产物不同的原因是 。 （4）关于煤、石油和天然气等三大化石燃料，下列说法错误的是_____（填字母序号）。 A．化石燃料都是混合物，均属于不可再生能源 B．属于化合物，点燃前需检验其纯度 C．开发太阳能、氢能等新型能源有利于减少二氧化碳的排放量 D．煤燃烧时排放出等气体，其中能引发酸雨的气体有和 综合应用 11．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 12．下图是自然界中碳、氧循环简图。下列说法错误的是 A．转化1可以说明正常雨水呈酸性 B．转化1和转化3说明相同的反应物可以通过调控反应条件产生不同的物质 C．X中一定含有碳、氢、氧三种元素 D．自然界中存在碳循环，大气中的二氧化碳含量相对稳定 13．对人类生存、生活有着重大影响，的捕集与资源化利用是化学研究热点。 （1）2022年北京冬奥会，国家速滑馆“冰丝带”采用当前最先进的跨临界直冷制冰技术，为各国运动员建造了“最美、最快的冰面”，实现了循环利用和碳排放几乎为零。超临界流体能制冷的原因是因为蒸发时 （填“放热”或“吸热”），从微观角度看，发生改变的是 。 （2）2021年9月24日，《科学》在线发表了中科院天津工业生物技术研究所科研人员在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的合成，在实验室只需要几个小时就可以完成农作物需要几个月的淀粉合成过程。请分析“搭积木”式的合成路线图，回答有关问题。 ①自然界中，绿色植物通过 将二氧化碳转最终化为淀粉，该过程中能量转化形式是 。 ②从宏观角度看，人工合成淀粉的组成元素是 。 ③该变化前后不发生改变的微观粒子是 （填“分子”“原子”或“离子”）。 ④上图中反应①中生成甲醇（）和水的化学方程式为 。 ⑤淀粉是由分子构成的有机物，从微观角度分析，直链淀粉和支链淀粉的化学性质不同，原因是 。经检测，人工合成的淀粉与天然淀粉在分子组成、结构上一致，实验室可用 （填试剂名称）初步检验淀粉。 ⑥淀粉的合成实现了无机物到有机物的转化。有人认为化学变化无所不能，还能将一种元素变成另一种元素。你是否赞成这一观点？请结合你对化学变化实质和元素概念的理解，谈谈你的看法： 。 ⑦你认为人工合成淀粉技术对解决粮食、环境等社会热点问题的意义是 。 14．2030年前实现“碳达峰”，力争2060年前实现“碳中和”，是我国实现绿色发展的重要目标。为达成这一目标，一方面要减少碳排放，另一方面要尽量捕获、封存和利用不可避免的碳排放。请结合图文信息，回答下列小题。 （1）图1，“碳排放”。自然界中二氧化碳的主要来源是生物的呼吸和 ；请写出生活中的一种“低碳”生活方式： 。 （2）图2，“碳捕集”。自然界中消耗二氧化碳的主要途径有两种：一种是绿色植物的光合作用，反应的化学方程式为；另一种途径是被地球上的海水吸收，发生反应的化学方程式为 ；两种途径反应物相同，产物却完全不同，原因是 。 （3）图3，“碳利用”。将二氧化碳和水在催化剂和光照下可以转化为甲烷和氧气，生成的氧气中氧元素的化合价为 。二氧化碳和氨气在一定条件下还可以合成尿素，尿素可以作 肥。 （4）双碳目标下，我国某光解制氢项目首期年产160吨氢气，副产氧气 吨，预计年减排二氧化碳48万吨，相当于新增3.5万亩森林碳汇。水在光、催化剂（如TiO2、钙钛矿等）作用下分解的化学方程式为 。 15．我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为此，我们一起努力。 （1）能源结构的调整和替代。 ①页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，其成分以甲烷为主，甲烷在空气中燃烧的化学方程式为 。 ②目前我们正在利用的清洁能源除太阳能外，还有 （写出一种）。 （2）“碳捕获”并封存有利于资源化利用。 同学们设计了一个简易捕捉器，其捕捉的流程如图1所示。 ①写出喷雾反应器中发生反应的化学方程式 ，采用“喷雾”的优点是 。 ②流程中可循环利用的物质为 。 （3）“碳”的转化与利用。 与在催化剂作用下可得到合成气（CO和），反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图2所示。 ①消碳反应产物“”的化学式是 。 ②反应一段时间后，催化剂的催化效果降低的原因是 。 ③其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图3所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是 。 16．作为一种碳资源，被广泛应用于工农业生产。 I．植物气肥 （1）在蔬菜大棚内增大浓度，有利于植物进行 ，促进生长。 II．生产化肥 （2）二氧化碳和氨气可以生产尿素和碳酸氢铵。 ①合成尿素的反应为，X的化学式是 。 ②合成碳酸氢铵的反应为，该反应需在较 (填“高”或“低”)温度下进行。 （3）理论上，相同质量的分别生产和，消耗的质量比为 。 III．催化重整 （4）与在催化剂作用下可得到合成气(和)，反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图1所示。 ①消碳反应的产物“”是 。 ②其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图2所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是 。 17．（2025·全国·模拟预测）阅读下列短文，回答相关问题。 倡导低碳生活 广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。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。 CO2的吸收是碳封存的首要环节，常选用NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。在研究膜吸收法吸收CO2时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果，其结果如图2。 我国提出2060年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。 （1）自然界碳的循环中，化石燃料燃烧 (填“吸收”或“释放”)CO2。 （2）由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 （3）用NaOH溶液吸收CO2，发生反应的化学方程式为 。 （4）对比图2中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时， 。 （5）由图2可知，CO2脱除效果随烟气流速增大而减弱，其原因可能是 。 18．（25-26九年级上·江苏镇江·阶段练习）CO2是一种宝贵的碳氧资源。 （1）科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”，实现碳循环。 ①空气中的氮气的体积分数约是 ，工业上常用 法得到氧气，是利用液氮与液氧的 不同。 ②步骤2中发生反应的符号表达式为 。 ③步骤1中反应前需先将CaO粉碎，这样做的目的是 。 （2）自然界中可以通过 作用消耗二氧化碳，该反应中 能转化为化学能。 拓展培优 19．（25-26九年级上·广东深圳·期中）我国力争在2060年前实现“碳中和”，并发展氢气新能源。体现了中国对解决气候问题的大国担当，深圳市聚龙科学中学展开了实验 （1）“碳”吸收。自然界有多种途径吸收CO2 ①绿色植物通过 吸收CO2。 ②风化的岩石(主要成分：CaCO3)粉来吸收空气中的CO2和H2O，发生化合反应后生成Ca(HCO3)2，该反应的化学方程式为 。 （2）“碳”利用。将CO2作为资源是实现碳中和的有效方法。以CO2和H2为原料，在一定条件可合成C2H6O和水，该反应的化学方程式为 。 （3）二氧化碳的储存：2023年6月1日，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用。其原理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，深圳市聚龙科学中学的学生展开了研究： ①从微观角度分析，二氧化碳被压缩过程中变化的是 。 ②下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填字母)。 A．超临界二氧化碳与二氧化碳的组成元素相同 B．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 C．超临界二氧化碳容易燃烧 （4）新能源开发：利用太阳能将水转化为氢能是一种理想途径。某种光分解水的过程如图甲所示。 ①该转化中循环利用的物质有Fe3O4和 (填化学式)； ②与电解水相比，该方法的优点是 。 ③CH4-H2O催化重整是目前大规模制取H2的重要方法，生产过程中涉及的重要反应有： ， 。向催化重整体系中投入一定量的CaO可吸收二氧化碳，从而提高H2的百分含量，如图乙所示，投入纳米CaO时，H2的百分含量最大，其原因是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七单元 燃烧及其控制 第三节 碳达峰与碳中和 教学目标 1.了解碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分，人类活动大量开发与利用化石燃料，对生态环境的影响。 2.了解碳达峰与碳中和，以及实现“双碳”目标的思路和方法。 重点和难点 实现“双碳”目标的思路和方法。 ◆知识点一 了解自然界中的碳循环 1．碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 （1）产生二氧化碳：生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等。 （2）消耗二氧化碳：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，一部分最终转化为碳酸盐。 （3）二氧化碳的循环对自然界和人类社会的重要意义。 ①二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物和释放氧气。 ②二氧化碳对人类社会也有重要意义。首先，二氧化碳是植物进行光合作用的原料，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用，无法制造有机物，这将严重影响人类的粮食生产。其次，二氧化碳可以通过化学反应生产出甲醛、乙烯、甲酸、甲醇等化工产品，对工业生产具有重要意义。 （4）造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因：大量燃烧化石燃料‌。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，随着工业的发展，人类使用的化石燃料大量增加，这是导致大气中二氧化碳含量增加的主要原因。‌ 特别提醒 要了解绿色植物在二氧化碳循环中的作用包括两方面：呼吸作用和光合作用。呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳放出氧气。 即学即练 【例】（2025·广东茂名·二模）绘制碳循环简图（如右图）。下列有关说法错误的是（ ） A．绿色植物通过光合作用吸收CO2 B．化石燃料完全燃烧转化为CO2 C．海水吸收CO2生成稳定的碳酸 D．大气层的CO2能产生温室效应 【答案】C 【解析】A、绿色植物通过光合作用可吸收二氧化碳，该选项说法正确； B、化石燃料中含有碳元素，完全燃烧生成二氧化碳，该选项说法正确； C、二氧化碳和水反应生成碳酸，但碳酸不稳定，易分解为水和二氧化碳，该选项说法不正确； D、大气层中的二氧化碳是主要的温室气体之一，能产生温室效应，该选项说法正确。 故选C。 ◆知识点二 实现“双碳目标”的路径 1．碳循环的严重失衡 当大量排放的二氧化碳在短期内无法被吸收时，就造成了碳循环的严重失衡，导致大气温室效应加剧，引发全球气候变化。 2．碳达峰与碳中和 碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰；达峰之后，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。 3．中国“双碳”目标 2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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。 4．实现“双碳”目标的思路 一方面要从源头上减少化石燃料的利用，控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放，比如开发能替代化石燃料的绿色能源等。另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。 特别提醒 （1）碳达峰和碳中和是全世界为应对过量碳排放带来的全球气候挑战达成的共识。其中，“碳”指的主要是二氧化碳。 （2）碳中和最核心的科学问题是物质转化和能量转换。我们把碳循环过程中向大气中释放二氧化碳的现象简称“碳排放”，把大气中相对于“收支平衡”的碳循环而言，二氧化碳过量的现象简称“碳超标”。 即学即练 【例】我国提出力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。 （1）“碳减排”。从能源结构看减排。我国近20年一次能源消费结构对比如图1. ①根据图1，2000-2020年能源消费结构中逐渐升高的是 。利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少 的排放。做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，则需将灶具进风口 (填“调大”或“调小”)即可恢复正常的淡蓝色火焰。 ②人类活动排放的主要途径有 (写一个)等。 ③写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为： 。 （2）“碳捕获”。利用化学方法吸收是实现“碳捕获”的方法之一。海水吸收的产物是 。 （3）“碳利用”。我国科学家使用纳米纤维作催化剂实现了的转化。反应原理如下图所示： ①反应前后未发生改变的微观粒子有 (填一种即可)。 ②上述反应的化学方程式为 。 （4）“碳封存”。矿物质碳化封存的反应之一是氧化镁与化合生成碳酸镁，碳酸镁的化学式为 。 【答案】（1）天然气和非化石能源 二氧化硫/SO2 调大 化石燃料的大量使用 骑自行车上学 （2）碳酸/H2CO3 （3）氢原子、氧原子、碳原子（填其中一种即可） （4）MgCO3 【解析】（1）①由图可知，2000-2020年能源消费结构中逐渐升高的是天然气和非化石能源；含硫煤中含硫元素，燃烧生成二氧化硫，故利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少二氧化硫的排放；做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，说明氧气不足，燃气不完全燃烧，则需将灶具进风口调大，提供充足的氧气； ②化石燃料的大量使用，是人类向大气中释放二氧化碳的主要来源； ③日常生活中的“低碳”行为，如骑自行车上学，随手关灯等； （2）海水吸收二氧化碳，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，产物是碳酸； （3）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故未发生改变的微观粒子有：氢原子、碳原子、氧原子； ②由图可知，该反应为二氧化碳和氢气在纳米纤维的催化下转化为甲醇和水，该反应的化学方程式为：； （4）碳酸镁中镁元素显+2价，碳酸根显-2价，其化学式为MgCO3。 考点一 解自然界中的碳循环 【例1】（25-26九年级上·山东东营·开学考试）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合图回答问题： （1）从物质变化角度看，水循环与另外两种循环本质的区别是 。 （2）在⑤⑧两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。 （3）从微观的角度解释氧气和臭氧性质不同的原因 。 （4）结合图示，利用化学学科观点分析碳循环和氧循环，其中不正确的是____（填序号） A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素 B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒 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：绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加 【答案】（1）分子种类没有改变 （2）反应的条件不同 （3）分子构成不同 （4）D 【解析】（1）水循环是水的状态发生变化（液态、气态、固态之间的转化），没有新物质生成，即构成水的水分子不变，属于物理变化；而氧循环和碳循环过程中都有新物质生成（如光合作用生成氧气，呼吸作用、燃烧生成二氧化碳等），即构成氧气的氧分子和构成二氧化碳的二氧化碳分子，发生改变，属于化学变化；所以从物质变化角度看，水循环与另外两种循环本质的区别是水循环过程中没有新物质生成（分子种类不变），属于物理变化，氧循环和碳循环有新物质生成（分子种类改变），属于化学变化，故填写：分子种类没有改变。 （2）反应⑤是植物的光合作用（二氧化碳和水，反应生成葡萄糖和氧气），反应⑧是二氧化碳和水，反应生成碳酸，这两个反应反应物相同，但反应条件不同（光合作用需要光照、叶绿体等条件，反应⑧不需要条件，常温就能进行），所以产物不同，故填写：反应的条件不同。 （3）氧气是由O2分子，臭氧是由O3分子，二者分子构成和结构不同，故性质也不同，故填写：分子构成不同。 （4）A.每个人的呼吸等生命活动都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素，该说法正确，故不符合题意； B.根据质量守恒定律，碳、氧循环过程中各元素守恒，该说法正确，故不符合题意； C.碳、氧循环相互协调，有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，该说法正确，故不符合题意； D.绿色植物的光合作用是化学变化，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变，所以自然界中的氧原子总数不会增加，该说法错误，故符合题意，故选D。 解题要点： 二氧化碳的循环对自然界和人类社会的意义 ①二氧化碳是光合作用的原料之一，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。 ②二氧化碳能防止热量散失，使地球的温度保持稳定。如果没有二氧化碳，地球会变成“冰球”。 【变式1-1】（24-25八年级下·山东·期末）下列关于碳循环和氧循环说法错误的是（ ） A．碳循环和氧循环中的“碳”和“氧”分别指的是二氧化碳和氧气 B．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化 C．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 D．我们每个人都在参与碳循环和氧循环 【答案】A 【解析】A、碳循环是指碳元素的循环，氧循环是指氧元素的循环，说法错误； B、在碳循环中，光合作用是二氧化碳和水生成葡萄糖和氧气，呼吸作用是葡萄糖和氧气反应生成水和二氧化碳，均生成新物质，属于化学变化，故碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化，说法正确； C、光合作用吸收CO2并释放O2，而呼吸作用和燃烧消耗O2并释放CO2，这种动态平衡使大气中O2和CO2的含量保持相对稳定，说法正确； D、人类通过呼吸作用直接参与氧循环和碳循环；同时，通过食物链（如食用植物或动物）间接参与碳循环，因此，每个人都是循环的一部分，说法正确。 故选A。 【变式1-2】（24-25八年级下·山东淄博·期末）“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。下列说法不正确的是（ ） A．图中产生二氧化碳的主要途径是①③⑥ B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环 C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能 D．海水吸收CO2过程中既有物理变化又有化学变化 【答案】B 【解析】A、由图示可知，产生二氧化碳的主要途径是①化石燃料的燃烧，③动物的呼吸作用，⑥植物的呼吸作用，故选项说法正确； B、碳循环是指碳元素在自然界中的循环，涉及二氧化碳、一氧化碳、有机物等多种含碳物质的转化；氧循环是指氧元素在自然界中的循环，除了氧气和二氧化碳，还涉及水等其他含氧物质的转化，并非仅仅是二氧化碳和氧气的循环，故选项说法不正确； C、绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能，故选项说法正确； D、海水吸收CO2过程中二氧化碳溶于水，属于物理变化，而二氧化碳与水反应生成碳酸，属于化学变化，故选项说法正确。 故选B。 考点二 实现“双碳目标”的路径 【例3】（2025·江西·一模）气候变化是人类面临的全球性问题，中国争取2060年前实现“碳中和”。“碳中和”就是采取各种措施全部抵消掉生产生活中排放的二氧化碳。“碳中和”中的“碳”指的是（ ） A．碳原子 B．一氧化碳 C．二氧化碳 D．碳元素 【答案】C 【解析】“碳中和”是指某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消，实现碳“净零排放”，这里的“碳”指的是二氧化碳。 故选C。 【变式3-1】（2025·广东广州·二模）扎实做好“碳达峰”、“碳中和”各项工作是减缓温室效应的有力举措。下列说法不正确的是（ ） A．“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指CO2 B．煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，这些方法都属于物理变化 C．造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料(煤、石油和天然气)的过度使用，它们都是混合物 D．绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车 【答案】B 【解析】A、“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指，说法正确，不符合题意； B、煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，气化是指煤与含氧气化剂在高温条件下发生化学反应，将煤中的有机物转化为可燃性气体；焦化是指把煤隔绝空气加强热，使其分解生成焦炭、煤焦油、煤气等物质；液化是通过一系列变化产生液体燃料如甲醇等物质；均属于化学变化，说法错误，符合题意； C、造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料(煤、石油和天然气)的过度使用，煤、石油和天然气中均含有多种物质，属于混合物，说法正确，不符合题意； D、绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车，说法正确，不符合题意。 故选：B。 【变式3-2】碳捕获与封存是实现“碳中和”目标的重要途径之一。 （1）物理固碳∶重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，实现CO2的封存。从微观的角度解释主要是分子之间的间隔在 （填“增大”或“减小”）。 （2）化学固碳：加压水洗法固定CO2，发生反应的化学方程式是 。 （3）生物固碳：绿色植物光合作用吸收CO2生成葡萄糖与氧气。从能量转化的角度看，该反应是将光能转化为 能。 （4）减少碳排放，树立“低碳”理念。写出“低碳交通出行”的一种具体做法 。 【答案】（1）减小 （2） （3）化学 （4）骑自行车/乘坐公共交通工具/步行（合理即可） 【解析】（1）CO2由气态变为液态，分子间间隔减小。 （2）加压水洗法固定CO2，是CO2与水反应生成碳酸，化学方程式为。 （3）绿色植物光合作用吸收CO2生成葡萄糖与氧气，将光能转化为化学能（储存在葡萄糖中）。 （4）“低碳交通出行” 的具体做法，如骑自行车出行（或乘坐公共交通工具、步行等合理即可）。 基础达标 1．为应对全球变暖，以下低碳行动中能增加二氧化碳吸收的是 A．大力开展植树造林 B．促进节能产品普及 C．光伏覆盖公共建筑 D．提倡共享单车使用 【答案】A 【解析】A. 大力开展植树造林，植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，直接增加对二氧化碳的吸收。 符合题意； B. 节能产品通过减少能源消耗间接降低碳排放，但属于“减排”而非“吸收二氧化碳”。 不符合题意； C. 光伏发电替代化石能源可减少碳排放，但属于“减排”措施，不直接吸收二氧化碳。 不符合题意； D. 共享单车通过绿色出行减少交通碳排放，但属于“减排”范畴。 不符合题意。 故选A。 2．自然界能减少大气中含量的途径是 A．火山喷发 B．森林着火 C．光合作用 D．碳酸分解 【答案】C 【解析】A、火山喷发会释放大量CO2等气体，增加大气中的CO2含量，故A错误； B、森林着火时，燃烧有机物会生成CO2，增加大气中的CO2含量，故B错误； C、光合作用是植物吸收CO2，将其转化为有机物和氧气的过程，直接减少大气中的CO2，故C正确； D、碳酸分解会释放CO2，增加大气中的CO2含量，故D错误。 故选C。 3．（24-25八年级下·山东烟台·期末）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．三种循环都伴随着能量的变化，碳循环中的“碳”是指碳元素 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．三大循环过程中元素守恒，且元素化合价不变 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】C 【解析】A. 三种循环都伴随着能量的变化，碳循环中的“碳”是指碳元素，不是碳单质，此选项正确； B. 水的天然循环通过蒸发、降水等过程，蒸发时杂质被留下，降水提供淡水，实现自身净化；同时，水从海洋到陆地再返回海洋，完成水资源的重新分配，此选项正确； C. 化学反应中元素种类和原子数目不变，所以元素守恒，但化合价不一定不变，如：氧循环中，氧的化合价也会变化，例如O2中的氧为0价，在H2O或CO2中氧为-2价。因此，三大循环中元素守恒正确，但化合价不一定不变，此选项错误； 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    水的天然循环涉及蒸发（液态→气态）、凝结（气态→液态）等三态变化，是物理变化。碳循环中，光合作用、呼吸作用等涉及分子结构改变，是化学变化；氧循环类似（如呼吸作用消耗O2产生CO2），发生化学变化，该选项正确。   故选C。 4．（2025·山东聊城·模拟预测）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．乘坐公共交通工具绿色出行 B．生活垃圾就地焚烧 C．双面打印节约用纸 D．安装太阳能灯，利用新能源 【答案】B 【解析】A、乘坐公共交通工具绿色出行，可以减少化石燃料消耗，从而降低二氧化碳排放，有利于实现碳达峰和碳中和，故选项不符合题意； B、生活垃圾就地焚烧，会产生大量的二氧化碳，增加了温室气体排放，不利于实现碳达峰和碳中和，故选项符合题意； C、双面打印节约用纸，可以节约纸张，减少树木砍伐，有利于保护森林，维持其吸收二氧化碳的能力，有利于实现碳达峰和碳中和，故选项不符合题意； D、安装太阳能灯，利用新能源，节约能源，减少化石燃料的使用，从而降低二氧化碳排放，有利于实现碳达峰和碳中和，故选项不符合题意。 故选B。 5．（25-26九年级上·山东东营·开学考试）阅读下列科普短文，根据文中内容回答问题。 人类每年排放的370亿吨CO2搅乱了全球气候。为此，科学家正在寻找各种方法把多余的CO2从空气中清除。而大自然为我们提供了天然的帮手——海洋，如果适当调节海洋的化学环境，是否能让它吸收更多的CO2并将其封存在海洋中呢？ 科学家们研究了多种“海洋二氧化碳去除”技术，如“海洋碱度增强”“直接海洋去除”。“海洋碱度增强”是向海洋中撒入碾碎的碱性物质提高海水的碱度（中和酸的能力），使其将更多溶解的CO2转化为碳酸氢根离子和碳酸根离子，从而进一步从空气中吸收CO2，让它能在水体中保留数千年之久。“直接海洋去除”是通过水泵将海水引入陆上设施中，从中提取CO2并储存。处理过的再被水泵送回海洋，使其能够继续吸收空气中的CO2，目前，“海洋二氧化碳去除”技术的实施尚面临诸多挑战。我们既要研究如何清除已经排放的CO2，也要从源头上减少排放。 （选自《环球科学》总301期有删改） （1）进入海洋中的CO2会与H2O发生化学反应，请写出该反应的化学方程式 。 （2）海洋中含有丰富的钠离子、镁离子、氯离子，请写出碳酸根离子在海洋中可能形成的化合物的化学式 （任写1种）。 （3）CO2在海洋中溶解性除受温度、压强影响外，还受到 的影响。 （4）CO2与生产生活息息相关，下列关于CO2的用途错误的是__________（填字母）。 A．冶炼金属 B．灭火 C．光合作用的原料 D．人工降雨 【答案】（1） （2）（合理均可） （3）海水碱度 （4）A 【解析】（1）二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为。 （2）海洋中有钠离子、镁离子，碳酸根离子与钠离子可形成碳酸钠（Na2CO3），与镁离子可形成碳酸镁（MgCO3）等化合物。 （3）由文中 “‘海洋碱度增强’是向海洋中撒入碾碎的碱性物质提高海水的碱度（中和酸的能力），使其将更多溶解的CO2转化为碳酸氢根离子和碳酸根离子” 可知，CO2在海洋中的溶解性还受到海水碱度的影响。 （4）A、二氧化碳不具有还原性，不能用于冶炼金属，A 错误； B、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，可用于灭火，B 正确； C、二氧化碳是光合作用的原料，C 正确； D、固态二氧化碳（干冰）升华吸热，可用于人工降雨，D 正确。 故选A。 6．能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。 （1）目前人们使用的化石燃料都是复杂的混合物，燃烧会产生多种产物，其中会造成酸雨的主要物质是_______(填序号)。 A．甲烷和一氧化碳 B．二氧化硫和一氧化碳 C．一氧化碳和二氧化碳 D．二氧化硫和二氧化氮 （2）为控制二氧化碳对环境的影响，要力争实现二氧化碳的排放量等于二氧化碳的吸收量。二氧化碳的吸收方式有“自然吸收”和“人工转化”，“自然吸收”的途径之一是“海水吸收”，其涉及的原理包括水与二氧化碳的反应，其化学方程式为 ；“人工转化”的方法之一是在一定条件下将二氧化碳与氢气反应，产生甲醇(CH3OH)和水，写出该反应的化学方程式 。 【答案】（1）D （2） 【解析】（1）二氧化硫和二氧化氮是造成酸雨的主要物质，故选：D； （2）二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为； 二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，化学方程式为。 7．为解决温室效应加剧问题，科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。 （1）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是 。 （2）转化大气中的二氧化碳也能缓解温室效应，转化途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是_______。 A．光合作用 B．海洋吸收 C．工业利用 【答案】（1）二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等（合理即可） （2）AB 【解析】（1）使用汽油为燃料时，机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等，故填：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等（合理即可）； （2）A、光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，这是自然界中二氧化碳的重要转化途径，属于自然界转化，故A符合题意； B、海洋中含有大量的水，二氧化碳能溶于水且能与水发生反应，海洋吸收二氧化碳是自然界中二氧化碳的一种转化方式，属于自然界转化，故B符合题意； C、工业利用二氧化碳是通过人为的工业手段将二氧化碳用于生产等，属于人为转化，而不是自然界转化，故C错误； 故选AB； 8．（25-26九年级上·安徽·课后作业）化学体现在自然、生活、科技等各个领域。 （1）自然界中碳氧循环的环节之一为绿色植物的光合作用，有关反应的化学方程式为，则 ；绿色植物的光合作用与二氧化碳溶于水发生的反应，反应物相同，产物不同的原因是 不同。 （2）下列用化学学科观点分析“碳氧循环”的说法，正确的是___________(填字母)。 A．变化观：碳氧循环能体现自然界中的物质和能量循环 B．守恒观：碳氧循环过程中各元素守恒，其化合价不变 C．微粒观：绿色植物能使自然界中的氧原子总数增加 D．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 【答案】（1）6 反应条件 （2）AD 【解析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变可得，x=6；在光合作用过程中，二氧化碳和水在有光照和叶绿体的条件下生成葡萄糖和氧气，二氧化碳与水反应生成碳酸，两个反应中反应物相同，产物不同的原因是反应条件不同。 （2）A.碳氧循环能体现自然界中的物质和能量循环，A正确。 B.碳氧循环过程中各元素守恒，但化合价发生改变，B不正确。 C.根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，可知绿色植物不能使自然界中的氧原子总数增加，C不正确。 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，D正确。 故选AD。 9．（24-25八年级下·山东淄博·期末）我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”，即通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放，实现“零排放”。 （1）“碳”排放：减少排放，你还有哪些做法 （写一种）。 （2）“碳”吸收：自然界有多种途径吸收 ①绿色植物通过 吸收 ②写出海水能吸收二氧化碳的化学方程式 。 ③下列做法符合“低碳”理念的有 （填序号）。 a.骑自行车出行    b.纸张双面打印    c.使用一次性餐具 （3）“碳”利用：①将作为资源是实现碳中和的有效方法。以和为原料，在一定条件可合成和水，参加反应的和的质量比为 。 ②从化学性质角度看，二氧化碳能用来灭火的原因是 。 【答案】（1）乘坐公共交通工具出行/随手关灯（合理即可） （2）光合作用 ab （3） 二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧 【解析】（1）减少CO2排放的做法：乘坐公共交通工具出行（或随手关灯等）。 （2）①绿色植物通过光合作用吸收CO2。 ②海水吸收二氧化碳生成碳酸，化学方程式为。 ③a、骑自行车出行，不消耗化石燃料，不会产生CO2，符合 “低碳” 理念； b、纸张双面打印，能减少纸张使用量，而纸张生产需要消耗木材等资源，且生产过程有碳排放，双面打印可降低碳排放，符合 “低碳” 理念； c、使用一次性餐具，会增加资源消耗和垃圾产生，生产一次性餐具过程会有较多碳排放，不符合 “低碳” 理念。 故选ab。 （3）①CO2和H2在一定条件下反应生成C2H6O和水，化学方程式为，参加反应的CO2和H2的质量比为。 ②二氧化碳能用来灭火的化学性质原因是不能燃烧也不支持燃烧。 10．（24-25八年级下·山东泰安·期末）“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环，请结合下图回答问题： （1）关于三大重要循环，下列说法不正确的是_____（填字母序号）。 A．变化观：“水循环”主要是由于水分子的运动引起的 B．守恒观：每个人都在参与碳、氧循环，循环过程中各元素守恒 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：绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加 （2）“碳循环”和“碳中和”中的“碳”，含义 （填“相同”或“不相同”）。图中①至⑧消耗氧气的途径有 （填序号）。 （3）对比①⑥可知，同样是二氧化碳和水反应，产物不同的原因是 。 （4）关于煤、石油和天然气等三大化石燃料，下列说法错误的是_____（填字母序号）。 A．化石燃料都是混合物，均属于不可再生能源 B．属于化合物，点燃前需检验其纯度 C．开发太阳能、氢能等新型能源有利于减少二氧化碳的排放量 D．煤燃烧时排放出等气体，其中能引发酸雨的气体有和 【答案】（1）D （2）不相同 ⑦⑧ （3）反应条件不同 （4）D 【解析】（1）A、“水循环”是水的固、液、气三态变化，主要是由于水分子的运动引起的，说法正确，不符合题意； B、每个人都要进行呼吸，吸收氧气并放出二氧化碳，因此每个人都在参与碳、氧循环，在碳、氧循环过程中各元素守恒，说法正确，不符合题意； C、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，说法正确，不符合题意； D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，则绿色植物的光合作用不能使自然界中的氧原子总数增加，说法错误，符合题意。 故选：D； （2）“碳循环”中的“碳”是指碳元素，“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，故“碳循环”和“碳中和”中的“碳”的含义不相同； 图中①至⑧消耗氧气的途径有⑦呼吸、⑧燃烧； （3）①是二氧化碳与水反应生成碳酸，⑥是二氧化碳与水在光照的条件下，在叶绿体内反应生成葡萄糖和氧气，对比①⑥可知，同样是二氧化碳和水反应，产物不同的原因是反应条件不同； （4）A、煤、石油和天然气等三大化石燃料都含有多种物质，均属于混合物；煤、石油和天然气等三大化石燃料均在短期内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源，说法正确，不符合题意； B、甲烷是由多种元素组成的纯净物，属于化合物；甲烷具有可燃性，点燃前需检验其纯度，防止发生爆炸，说法正确，不符合题意； C、开发太阳能、氢能等新型能源有利于减少二氧化碳的排放量，说法正确，不符合题意； D、煤燃烧时排放出等气体，其中能引发酸雨的气体有和，说法错误，符合题意。 故选：D。 综合应用 11．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。 12．下图是自然界中碳、氧循环简图。下列说法错误的是 A．转化1可以说明正常雨水呈酸性 B．转化1和转化3说明相同的反应物可以通过调控反应条件产生不同的物质 C．X中一定含有碳、氢、氧三种元素 D．自然界中存在碳循环，大气中的二氧化碳含量相对稳定 【答案】C 【解析】A、转化1是二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可以说明正常雨水呈酸性，该说法正确； B、转化1是二氧化碳和水在常温下反应生成碳酸，转化3是二氧化碳和水在光合作用下生成X和氧气，说明相同的反应物可以通过调控反应条件产生不同的物质，该说法正确； C、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，转化3中反应物二氧化碳和水含有碳、氢、氧三种元素，生成物氧气中含有氧元素，所以X中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素，该说法错误； D、自然界中存在碳循环，植物的光合作用吸收二氧化碳，动植物的呼吸作用等释放二氧化碳，大气中的二氧化碳含量相对稳定，该说法正确。 故选C。 13．对人类生存、生活有着重大影响，的捕集与资源化利用是化学研究热点。 （1）2022年北京冬奥会，国家速滑馆“冰丝带”采用当前最先进的跨临界直冷制冰技术，为各国运动员建造了“最美、最快的冰面”，实现了循环利用和碳排放几乎为零。超临界流体能制冷的原因是因为蒸发时 （填“放热”或“吸热”），从微观角度看，发生改变的是 。 （2）2021年9月24日，《科学》在线发表了中科院天津工业生物技术研究所科研人员在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的合成，在实验室只需要几个小时就可以完成农作物需要几个月的淀粉合成过程。请分析“搭积木”式的合成路线图，回答有关问题。 ①自然界中，绿色植物通过 将二氧化碳转最终化为淀粉，该过程中能量转化形式是 。 ②从宏观角度看，人工合成淀粉的组成元素是 。 ③该变化前后不发生改变的微观粒子是 （填“分子”“原子”或“离子”）。 ④上图中反应①中生成甲醇（）和水的化学方程式为 。 ⑤淀粉是由分子构成的有机物，从微观角度分析，直链淀粉和支链淀粉的化学性质不同，原因是 。经检测，人工合成的淀粉与天然淀粉在分子组成、结构上一致，实验室可用 （填试剂名称）初步检验淀粉。 ⑥淀粉的合成实现了无机物到有机物的转化。有人认为化学变化无所不能，还能将一种元素变成另一种元素。你是否赞成这一观点？请结合你对化学变化实质和元素概念的理解，谈谈你的看法： 。 ⑦你认为人工合成淀粉技术对解决粮食、环境等社会热点问题的意义是 。 【答案】（1）吸热 分子间隔 （2）光合作用 太阳能转化为化学能 C、H、O/碳、氢、氧 原子 分子构成不同 碘溶液 不赞成；化学变化是分子的分裂和原子的重组，在化学变化中原子是最小的微粒，即原子的核内质子数不变，而质子数决定了元素的种类，故不可能将一种元素变成另一种元素 缓解温室效应（合理即可） 【解析】（1）超临界二氧化碳流体蒸发吸热，该过程没有新物质生成，从微观角度看，发生改变的是分子间隔； （2）①自然界中，绿色植物通过光合作用将二氧化碳转化为淀粉；该过程中能量转化形式是：太阳能转化为化学能； ②化学反应前后元素的种类不变，则以CO2和H2为原料制得的淀粉，其组成元素为C、H、O； ③化学反应前后原子的种类和数目不变，则该变化前后不发生改变的微观粒子是原子； ④反应①中二氧化碳和氢气在催化剂作用下生成甲醇和水，反应的化学方程式为：； ⑤淀粉是由分子构成的有机物，从微观角度分析，直链淀粉和支链淀粉的性质不同的原因是分子构成不同； 含有淀粉的物质中加入碘溶液，可以看到淀粉变成蓝色； ⑥“化学变化无所不能，还能将一种元素变成另一种元素”，这种说法是错误的，故填：不赞成；因为化学变化是分子的分裂和原子的重组，在化学变化中原子是最小的微粒，即原子的核内质子数不变，而质子数决定了元素的种类，故不可能将一种元素变成另一种元素； ⑦人工合成淀粉技术，可以消耗二氧化碳，减少空气中二氧化碳的含量，缓解温室效应，缓解粮食危机等。 14．2030年前实现“碳达峰”，力争2060年前实现“碳中和”，是我国实现绿色发展的重要目标。为达成这一目标，一方面要减少碳排放，另一方面要尽量捕获、封存和利用不可避免的碳排放。请结合图文信息，回答下列小题。 （1）图1，“碳排放”。自然界中二氧化碳的主要来源是生物的呼吸和 ；请写出生活中的一种“低碳”生活方式： 。 （2）图2，“碳捕集”。自然界中消耗二氧化碳的主要途径有两种：一种是绿色植物的光合作用，反应的化学方程式为；另一种途径是被地球上的海水吸收，发生反应的化学方程式为 ；两种途径反应物相同，产物却完全不同，原因是 。 （3）图3，“碳利用”。将二氧化碳和水在催化剂和光照下可以转化为甲烷和氧气，生成的氧气中氧元素的化合价为 。二氧化碳和氨气在一定条件下还可以合成尿素，尿素可以作 肥。 （4）双碳目标下，我国某光解制氢项目首期年产160吨氢气，副产氧气 吨，预计年减排二氧化碳48万吨，相当于新增3.5万亩森林碳汇。水在光、催化剂（如TiO2、钙钛矿等）作用下分解的化学方程式为 。 【答案】（1）化石燃料的燃烧 使用节能灯泡（或随手关灯，或乘坐公交，或纸张双面使用，合理即可） （2） 反应条件不同 （3）0 氮 （4）1280 【解析】（1）自然界中二氧化碳的主要来源是生物的呼吸和化石燃料的燃烧；“低碳”生活方式比如：使用节能灯泡（或随手关灯，或乘坐公交，或纸张双面使用）等； （2）二氧化碳与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：；两种途径反应物相同，产物却完全不同，原因是反应条件不同； （3）生成的氧气为单质，则氧气中氧元素的化合价为0；二氧化碳和氨气在一定条件下还可以合成尿素，尿素中含有氮元素，可以作氮肥； （4）设产生氧气的质量为 水在光、催化剂（如TiO2、钙钛矿等）作用下分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：。 15．我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为此，我们一起努力。 （1）能源结构的调整和替代。 ①页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，其成分以甲烷为主，甲烷在空气中燃烧的化学方程式为 。 ②目前我们正在利用的清洁能源除太阳能外，还有 （写出一种）。 （2）“碳捕获”并封存有利于资源化利用。 同学们设计了一个简易捕捉器，其捕捉的流程如图1所示。 ①写出喷雾反应器中发生反应的化学方程式 ，采用“喷雾”的优点是 。 ②流程中可循环利用的物质为 。 （3）“碳”的转化与利用。 与在催化剂作用下可得到合成气（CO和），反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图2所示。 ①消碳反应产物“”的化学式是 。 ②反应一段时间后，催化剂的催化效果降低的原因是 。 ③其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图3所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是 。 【答案】（1）CH4+2O2CO2+2H2O 氢能（或地热能、风能、潮汐能等） （2）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 增大了反应物接触面积、反应更快、更充分 氧化钙 （3）CO 积碳反应产生的炭附着在催化剂表面，阻止催化剂与反应物接触，使得催化效果降低 600℃更有利于消碳反应的发生，消碳反应消耗的碳比积碳反应产生的碳多 【解析】（1）①甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳、水，反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O。 ②目前我们正在利用的清洁能源除太阳能外，还有氢能、地热能、风能、潮汐能等。 （2）氢氧化钙溶液与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水，则喷雾反应器中发生反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，采用“喷雾”的优点是增大了反应物接触面积、反应更快、更充分。 ②根据流程图可知，反应生成氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，而氢氧化钙溶液是流程中所需的原料，所以流程中可循环利用的物质为氧化钙。 （3） ①根据图2可知，消碳反应产物“”的化学式是CO。 ②反应一段时间后，催化剂的催化效果降低的原因是：积碳反应产生的炭附着在催化剂表面，阻止催化剂与反应物接触，使得催化效果降低。 ③其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图3所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是：600℃更有利于消碳反应的发生，消碳反应消耗的碳比积碳反应产生的碳多。 16．作为一种碳资源，被广泛应用于工农业生产。 I．植物气肥 （1）在蔬菜大棚内增大浓度，有利于植物进行 ，促进生长。 II．生产化肥 （2）二氧化碳和氨气可以生产尿素和碳酸氢铵。 ①合成尿素的反应为，X的化学式是 。 ②合成碳酸氢铵的反应为，该反应需在较 (填“高”或“低”)温度下进行。 （3）理论上，相同质量的分别生产和，消耗的质量比为 。 III．催化重整 （4）与在催化剂作用下可得到合成气(和)，反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图1所示。 ①消碳反应的产物“”是 。 ②其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图2所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是 。 【答案】（1）光合作用 （2）H2O 低 （3）1：2 （4）一氧化碳 温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳 【解析】（1）在蔬菜大棚内增大CO2浓度，有利于植物进行光合作用，促进生长； （2）①合成尿素的反应为CO2+2NH3═CO（NH2）2+X，反应物中有1个碳原子、2个氧原子、2个氮原子、6个氢原子，生成物中有1个碳原子、1个氧原子、2个氮原子、4个氢原子，所以X的化学式是H2O； ②合成碳酸氢铵的反应为CO2+NH3+H2O═NH4HCO3，碳酸氢铵在加热的条件下生成氨气、水和二氧化碳，该反应需在较低温度下进行； （3）由CO2+2NH3=CO（NH2）2+H2O、CO2+NH3+H2O=NH4HCO3可知，生产尿素的反应中，参加反应的二氧化碳和氨气的分子个数比为：1：2，生产碳酸氢铵的反应中，参加反应的二氧化碳和氨气的分子个数比为1：1，则理论上，相同质量的氨气分别生产尿素和碳酸氢铵，消耗二氧化碳的质量比为：1：2； （4） ①通过分析微观图示可知，消碳的反应是二氧化碳和碳在催化剂的作用下生成一氧化碳，故消碳反应的产物“”是一氧化碳， ②其他条件不变，催化剂表面的积碳量随温度变化如图-2所示。温度高于600℃，催化剂表面积碳量减少的原因可能是：温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳。 17．（2025·全国·模拟预测）阅读下列短文，回答相关问题。 倡导低碳生活 广袤无际的自然界是一个碳的世界。碳在自然界的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。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。 CO2的吸收是碳封存的首要环节，常选用NaOH、氨水、一乙醇胺等作吸收剂。在研究膜吸收法吸收CO2时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙酸钾3种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果，其结果如图2。 我国提出2060年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。 （1）自然界碳的循环中，化石燃料燃烧 (填“吸收”或“释放”)CO2。 （2）由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 。 （3）用NaOH溶液吸收CO2，发生反应的化学方程式为 。 （4）对比图2中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时， 。 （5）由图2可知，CO2脱除效果随烟气流速增大而减弱，其原因可能是 。 【答案】（1）释放 （2）碳替代 （3） （4）氨基乙酸钾对CO2脱除效果最好 （5）烟气流速过快，CO2未能与吸收剂充分反应 【解析】（1）化石燃料中含碳元素，化石燃料燃烧释放二氧化碳； （2）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； （3）用NaOH溶液吸收CO2，发生反应为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：； （4）对比图2中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时，氨基乙酸钾对CO2脱除效果最好； （5）由图2可知，CO2脱除效果随烟气流速增大而减弱，其原因可能是烟气流速过快，CO2未能与吸收剂充分反应。 18．（25-26九年级上·江苏镇江·阶段练习）CO2是一种宝贵的碳氧资源。 （1）科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”，实现碳循环。 ①空气中的氮气的体积分数约是 ，工业上常用 法得到氧气，是利用液氮与液氧的 不同。 ②步骤2中发生反应的符号表达式为 。 ③步骤1中反应前需先将CaO粉碎，这样做的目的是 。 （2）自然界中可以通过 作用消耗二氧化碳，该反应中 能转化为化学能。 【答案】（1）78% 分离液态空气 沸点 增大反应物间的接触面积，使反应更快更充分 （2）光合 太阳 【解析】（1）①空气中氮气的体积分数是78%，工业上常用分离液态空气法得到氧气，该方法利用了氮气和氧气的沸点不同，故填：78%；分离液态空气；沸点； ②步骤2中碳酸钙在900℃下分解为氧化钙和二氧化碳，故填：； ③步骤1中反应前将CaO粉碎的目的是为了增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分，故填：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； （2）自然界中可以通过植物的光合作用将二氧化碳转化为氧气，该反应将太阳能转化为了化学能，故填：光合；太阳。 拓展培优 19．（25-26九年级上·广东深圳·期中）我国力争在2060年前实现“碳中和”，并发展氢气新能源。体现了中国对解决气候问题的大国担当，深圳市聚龙科学中学展开了实验 （1）“碳”吸收。自然界有多种途径吸收CO2 ①绿色植物通过 吸收CO2。 ②风化的岩石(主要成分：CaCO3)粉来吸收空气中的CO2和H2O，发生化合反应后生成Ca(HCO3)2，该反应的化学方程式为 。 （2）“碳”利用。将CO2作为资源是实现碳中和的有效方法。以CO2和H2为原料，在一定条件可合成C2H6O和水，该反应的化学方程式为 。 （3）二氧化碳的储存：2023年6月1日，我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用。其原理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，深圳市聚龙科学中学的学生展开了研究： ①从微观角度分析，二氧化碳被压缩过程中变化的是 。 ②下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填字母)。 A．超临界二氧化碳与二氧化碳的组成元素相同 B．超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变 C．超临界二氧化碳容易燃烧 （4）新能源开发：利用太阳能将水转化为氢能是一种理想途径。某种光分解水的过程如图甲所示。 ①该转化中循环利用的物质有Fe3O4和 (填化学式)； ②与电解水相比，该方法的优点是 。 ③CH4-H2O催化重整是目前大规模制取H2的重要方法，生产过程中涉及的重要反应有： ， 。向催化重整体系中投入一定量的CaO可吸收二氧化碳，从而提高H2的百分含量，如图乙所示，投入纳米CaO时，H2的百分含量最大，其原因是 。 【答案】（1）光合作用 （2） （3）分子之间的间隔 AB （4）FeO 节约能源(合理即可) 增大了与二氧化碳的接触面积，吸收二氧化碳更彻底(合理即可) 【解析】（1）①绿色植物通过光合作用吸收CO2； ②碳酸钙、二氧化碳能与水反应生成碳酸氢钙，其化学方程式为CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2； （2）以CO2和H2为原料，在一定条件可合成C2H6O和水，该反应的化学方程式为：； （3）①从微观角度分析，二氧化碳被压缩过程中变化的是分子之间的间隔； ②A、超临界二氧化碳是二氧化碳的一种特殊状态，与二氧化碳的组成元素相同，故选项说法正确； B、超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变，故选项说法正确； C、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，则超临界二氧化碳不能燃烧，故选项说法不正确； 故选AB； （4）①由图可知，该反应是水和FeO反应生成氢气与Fe3O4，Fe3O4反应生成FeO与氧气，则该转化中循环利用的物质有Fe3O4和FeO； ②该流程与电解水相比，减少了电能的消耗，能耗较低； ③如图乙所示，投入纳米CaO时，H2的百分含量最大，原因是纳米CaO的表面积较大，增大了与二氧化碳的接触面积，吸收二氧化碳更彻底。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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