5.3 自然界中的碳循环（题型专练）化学新教材沪教版九年级上册

**基本信息** 以碳循环为核心，构建“自然过程-人体影响-环境效应-双碳目标-资源利用”的递进式知识体系，通过典例与变式实现知识迁移与科学探究。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |自然界中的碳循环|1典例+3变式|以选择、填空、探究题考查碳循环途径及应用|从碳循环的自然过程切入，建立物质转化观念| |二氧化碳与人体健康|1典例+3变式|结合生活实例考查性质与健康关系|衔接碳循环，体现化学与生命健康的联系| |温室效应对环境的影响|1典例+3变式|通过辨析题、实验题分析温室气体及效应|基于二氧化碳性质延伸环境影响，培养科学态度| |碳达峰碳中和目标的实现|1典例+3变式|以数据分析、实验设计考查双碳途径|整合碳循环与环境效应，落实社会责任| |资源综合利用和新能源开发|1典例+3变式|结合工艺流程图考查资源转化与能源意义|升华双碳目标，体现化学对可持续发展的价值|

学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第三节 自然界中的碳循环（题型突破举一反三） 目录 题型01自然界中的碳循环 题型02二氧化碳与人体健康 题型03温室效应对环境的影响 题型04碳达峰碳中和目标的实现 题型05资源综合利用和新能源开发的重要意义 题型01自然界中的碳循环 典例精析 【典例1】D 举一反三 【变式1-1】(1) 释放 Ca(OH)2 +CO2 CaCO+H,O (2)碳封存 (3)碳替代 4) 差 氨基乙酸钾 (5)灭火（合理即可） 【变式1-2】(1)C (2)BCD (3)原料方面：电解水的方法中水会形成循环，节省原料和空间，实验室制取氧气的方法需要携带大量药品 (如高锰酸钾、过氧化氢溶液等)，且无法循环利用，会占用更多的空间： 安全和能耗方面：电解水的方法可直接利用空间站的电力系统供应，反应可控，而高锰酸钾需要加热，存 1/5 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 在安全隐患。 (4)该方法有一定的可行性，但也存在局限性，需辩证看待： 优点： ①蔬菜可以通过光合作用吸收航天员呼吸产生的二氧化碳，释放氧气，可辅助调节空间站内的气体组成成 分，可一定程度上减少电解水装置的使用： ②蔬菜也可以作为航天员的食物，减少地面补给。 缺点： ①效率低：光合作用的效率受光照、温度的限制，产生氧气的速率远低于电解水装置，无法完全替代电解 水装置： ②资源消耗：蔬菜种植过程中需要消耗大量的水、电力（如照明、温控）等，反而增加了空间站内资源的 消耗。 【变式13】(1)动植物的呼吸作用（或化石燃料燃烧，合理即可） (2水（或H0) 3)CaC03↓+H,0 (4) 振荡后塑料瓶的变瘪程度 通电」 (5)C02+3H, CH,OH+H,O (6)随手关灯（或少开私家车绿色出行、双面使用纸张，合理即可） 题型02二氧化碳与人体健康 典例精析 【典例2】C 举一反目 【变式2-1】D 2/5 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 【变式2-2】C 【变式23】灯火实验 题型03温室效应对环境的影响 三典例精析 【典例3】C 举一反三 【变式3-1)A 【变式32】C 【变式33】(1) 锥形瓶 ADG 大理石（或石灰石） 稀盐酸 澄清石灰水变浑浊 澄 清石灰水 向上排空气法 (2)低 (3)氢氧化钠合理即可) (4)选用体积大小相等的两个透明密闭塑料瓶，放置相同的温度计，分别盛满相同条件下的二氧化碳和甲烷 放置在同一阳光下照射相同的时间，对比两个瓶内温度计显示的温度，升温幅度更大的气体温室效应更强 题型04碳达峰碳中和目标的实现 典例精析 【典例4】(1)BC (2)光（太阳） 3/5 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 ()Ca(HC0,ecaC0,↓+H,0C0,↑ (4)在其他条件相同时，温度越高，植物的固碳能力越强。 5)@④⑤ (6)强 (7)叶面积指数大的植物，其总叶面积更大，能吸收更多的二氧化碳，从而提高固碳总量。 举一反三 【变式41】(1)锥形瓶 (2)BD/AD (3) 气球漂浮起来 (4) 气泡产生的快慢 NazCO,+H2SO_NaSO+H,O+CO,T 二氧化碳和水反应生成碳酸， 使溶液酸性增强 5)氧气 (6)C 【变式42】(1)动植物的呼吸作用（或化石燃料的燃烧等） (2)二氧化碳排放量的增加会导致地球表面温度上升 (3)氢氧化钠/NaOH (4)海水酸化 (5) 解：设生成30t尿素可吸收CO2的质量为x 一定条件 CO,+2NH3 CO(NH2),+H2O 44 60 十 30t 44_x 6030t,X=22t 答：生成30t尿素可吸收C02的质量为22t。 【变式43】(1)二氧化碳的排放量和二氧化碳的吸收量相等，达到净零排放 (2U形管中液面左高右低 4/5 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (3)光合作用 (4) C02+H,0=H2C03 0.456 (5)疏松多孔 (6)2C02+6H, 一定条件 C2H4+4H20 ()随手关灯（或绿色出行、少用一次性用品、节约用纸等，合理即可） (⑧)全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高 题型05 资源综合利用和新能源开发的重要意义 典例精析 【典例5】c 举一反三 【变式5-1】C 【变式52】D 【变式53】(1)原料来源广泛，生产成本低，可大规模生产，且储运便捷、安全可靠 (2)化合 (3)B 5/5 第三节 自然界中的碳循环（题型突破·举一反三） 题型01 自然界中的碳循环 题型02 二氧化碳与人体健康 题型03 温室效应对环境的影响 题型04 碳达峰碳中和目标的实现 题型05 资源综合利用和新能源开发的重要意义 ▌题型01 自然界中的碳循环 自然界中的碳循环 【典例1】（25-26八年级下·山东淄博·期末）下列关于“碳循环”的说法正确的是 A．人与动植物的呼吸作用不属于“碳循环” B．化石燃料的燃烧不属于“碳循环” C．大理石、石灰石等岩石的风化分解不属于“碳循环” D．风能发电不属于“碳循环” 【变式1-1】碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。减少排放，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所示。在研究膜吸收法吸收时，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种吸收剂对烟气中的脱除效果，其结果如图2所示。 (1)自然界碳的循环中，化石能源燃烧________(填“吸收”或“释放”)；用溶液吸收的化学方程式：____________________________________________。 (2)实现碳中和的途径有碳替代、碳减排、________、碳循环。 (3)由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是____________。 (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，当烟气流速越大时，的脱除效果越________(填“好”或“差”)。当烟气流速相同时，________(填物质名称)对烟气中的脱除效果最好。 (5)在生活中的应用是很广泛的，请写出的一种用途：_____________________________________。 【变式1-2】自然界中的碳氧循环保证了空气中的氧气和二氧化碳浓度相对稳定，空间站中同样也设计了气体循环系统，达到氧气资源100%再生。下图是该系统的核心反应过程。 (1)空间站舱内需要不断清除产生的CO2，主要原因是CO2________。 A．有毒 B．有刺激性气味 C．不能供给呼吸 D．密度比空气大 (2)结合材料和上图相关信息，下列说法正确的是________。（不定项） A．过程一中氢元素和氧元素的化合价均未发生改变 B．空间站气体循环系统中，只有甲烷没有被循环利用 C．空间站中的氧气无需通过地面补充 D．空间站中二氧化碳的主要来源由呼吸作用产生 (3)空间站中使用电解水来制取氧气，而不使用实验室制氧气的方法的原因是什么？(写出一条即可得分，合理即可)。 (4)有同学提出在空间站种植大量蔬菜，以维持空间站中的氧气和二氧化碳的含量，谈谈你对该方法的看法。 【变式1-3】低碳主题探究 活动一：碳循环 (1)自然界生成的途径：_________(一条即可)； (2)海洋消耗的主要物质：_________； 活动二：捕碳探究 Ⅰ 振荡吸碳： 同学们通过实验探究Ca(OH)2是否可以作为吸碳剂，实验记录如下表所示： 吸碳剂 A．水 B．澄清石灰水 C．石灰乳 D． Ca(OH)2固体 实验条件及现象 30 mL水 30 mL水+0.05 g Ca(OH)2 30 mL水+2 g Ca(OH)2 2 g Ca(OH)2固体 (3) ___________________________； (4)通过___________体现吸收效果；吸收最好是_________(A/B/C/D)； Ⅱ 动态吸碳(石灰乳涂纱布，风机抽空气) 如图，同学们设计了一款简易吸风机来捕碳。打开开关，风扇旋转产生内外压强差，将空气自右向左吸进简易吸风机，CO2在纱布上被吸碳剂捕获。 石灰乳吸收生成的固体覆盖表面，堵塞孔隙，捕碳变差； Ⅲ 电解固碳 实验小组查阅资料发现，还可以利用电解法来固碳，其原理如图所示。 (5)电解固碳的化学方程式为___________________________； 活动三：低碳行动 (6)日常低碳措施：___________________________。 ▌题型02 二氧化碳与人体健康 二氧化碳与人体健康 二氧化碳 (填“有”或“没有”)毒性,空气中二氧化碳超过正常含量,会使人感到气闷、眩晕等,甚至会导致人死亡。人群密集的地方,应注意及时 。 【典例2】（2026·河南周口·三模）碳及其化合物用途广泛，下列有关说法不正确的是 A．金刚石硬度大，可用于裁玻璃 B．一氧化碳具有可燃性，可作燃料 C．二氧化碳有毒，不能供给呼吸 D．石墨具有导电性，可作电极 【变式2-1】下列劳动项目中所涉及的化学知识正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用铅笔芯制作电极 石墨有还原性 B 用天然气作燃料生火做饭 天然气的成分是CO和 C 干冰用于食品的冷藏保鲜 二氧化碳不能供给呼吸 D 燃煤时将煤块粉碎成煤粉 增大与氧气的接触面积，使煤充分燃烧 A．A B．B C．C D．D 【变式2-2】二氧化碳在生产和生活中具有广泛的用途，下列有关二氧化碳的说法正确的是 A．有毒，不能供给呼吸 B．可用于冶金工业 C．过度排放会加剧温室效应 D．能使酚酞溶液变红 【变式2-3】二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身无毒，但不能供给呼吸，人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡。在人群密集的地方应该注意通风透气；在进入久未开启的菜窖和深洞前，需先做________。 ▌题型03 温室效应对环境的影响 温室效应对环境的影响 水汽、甲烷、臭氧、氟利昂和 等都是温室气体,温室效应的加剧,对人类生存环境产生了不良影响,如 等。 【典例3】（26-27九年级上·全国·课后作业）下列关于空气的认识正确的是 A．稀有气体含量极少，无利用价值 B．氧气具有助燃性，可用作燃料 C．空气质量指数越小，空气质量状况越好 D．空气中二氧化碳含量过高，会造成温室效应，故二氧化碳是空气污染物 【变式3-1】下列说法错误的是 A．能产生温室效应的气体只有二氧化碳 B．使用脱硫煤可以减少酸雨的产生 C．氢气无毒，是一种清洁的高能燃料，已应用于航天、交通等领域。 D．发生CO中毒，轻度的应呼吸大量新鲜空气，严重的要立即送到医院进行救治。 【变式3-2】下列叙述错误的是 A．二氧化碳、甲烷、臭氧和一氧化二氮都是能产生温室效应的气体 B．用水基型灭火器扑灭木柴燃烧引起的火灾 C．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 D．汽车尾气中的一氧化碳、氮的氧化物和烟尘都会造成空气污染 【变式3-3】某小组以“探秘温室气体的温室效应”为主题开展项目式学习。 任务一： (1)实验室制取 ⅰ.仪器A的名称是______。 ⅱ.组装实验室制取、可控制反应速率的发生装置，应选择仪器______(填序号)，反应的药品为______和______。将通入乙中，观察到的现象是__________________。检验常用试剂是____________。的收集方法是___________________________。 任务二：热成像验证温室气体 【资料】引起温室效应的原因：阳光发出的短波辐射可穿透，把热量输送到地面；而地面发出的长波辐射容易被CO₂吸收（难穿透），被吸收的能量会有部分返回地面，未被吸收的则散失到外太空，从而形成保温作用(如图2)。辐射源通过装有不同气体的扁玻璃瓶后，在热成像仪成像(如图3)： (2)结合资料分析：在图3的实验中，若瓶内装，热成像仪检测到的温度会比装时______。(选填“高”或“低”) (3)实验结束后，为了处理剩余的尾气，可将其通入______溶液中吸收。 (4)甲烷()也是一种温室气体。若想通过实验探究和谁的温室效应更强，请设计一个简要的实验方案：_____________________________________________。 ▌题型04 碳达峰碳中和目标的实现 碳达峰碳中和目标的实现 1．碳达峰指 排放量达到历史最高点。 2．碳中和是通过 、 以及用技术手段对二氧化碳进行捕获与封存,达到相对“零排放”。  3．【观念建构】实现“双碳”目标中化学科学的新使命 科学家高度关注二氧化碳的转化和 ，尝试运用 ，积极研究如何使二氧化碳资源化,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 ，使二氧化碳在促进人类可持续发展中发挥更大的作用。  【典例4】（2026·广东广州·三模）我国提出2060年前实现“碳中和”的目标，彰显大国担当。 (1)关于实现“碳中和”，下列说法正确的是___________。 A．所谓“低碳”就是较低的碳单质的排放 B．实现“碳中和”可以从植树造林等方面着手 C．动物、植物遗骸被微生物分解可产生 D．加大石油、煤、天然气等能源的开采使用，有利于“碳中和” 某化学兴趣小组围绕“基于碳中和理念设计低碳行动方案”，开展了“低碳有我”实践活动。以下是他们在“寻碳”与“捕碳”两个活动中的探究成果。 【活动一】寻碳：小组同学通过查阅资料，归纳出以下自然环境中的碳循环图。 (2)生物圈中，绿色植物通过光合作用将转化为葡萄糖和氧气。该过程实现的能量转化是将___________能转化为化学能。 (3)岩石圈中，碳酸氢钙受热会发生分解反应生成碳酸钙、二氧化碳和水。该反应的化学方程式为___________，这一过程在自然界中常与石灰岩地貌（如溶洞）的形成有关。 【活动二】捕碳：探究植物固碳能力的影响因素。 小组同学为探究影响植物吸收的因素，设计了以下实验。选用生长状况相同的植株，在密闭透明容器中测定2小时内容器内浓度的下降值（初始浓度均为800ppm）。 注：1.叶面积指数叶片总面积÷占地面积，数值越大表示叶片越茂密。 2.单位叶面积固碳量浓度下降值÷叶面积指数，数值越大表示固碳能力越强。 实验结果如下表： 实验编号 植物种类 光照强度（Lux） 温度（℃） 叶面积指数 浓度下降值（ppm） 单位叶面积固碳量 ① 绿萝 5000 25 2.5 156 62.4 ② 绿萝 5000 20 2.5 118 47.2 ③ 绿萝 5000 15 2.5 92 36.8 ④ 绿萝 3000 25 2.5 112 44.8 ⑤ 绿萝 1000 25 2.5 78 31.2 ⑥ 吊兰 5000 25 3.2 190 59.3 ⑦ 常春藤 5000 25 2.8 168 60.0 ⑧ 芦荟 5000 25 1.8 85 47.2 (4)对比实验①②③数据，可得出的结论是_________________________________________。 (5)为探究光照强度对植物固碳能力的影响，应选择的实验编号是___________________。 (6)对比实验①和⑧，绿萝的叶面积指数约是芦荟的1.4倍，但浓度下降值却约是芦荟的1.8倍，结合数据分析，出现该现象的原因可能是：绿萝单位叶面积吸收的能力更___________（填“强”或“弱”）。 (7)根据实验⑥、⑦、⑧的数据，若要提高城市绿地的固碳总量，除了选择单位叶面积固碳量高的植物外，还可以选择叶面积指数大的植物，原因是________________________________________。 【活动总结】同学们通过“寻碳”认识碳循环，通过“捕碳”探究固碳途径，将科学认知转化为低碳行动，为实现“碳中和”贡献了青春的力量。 【变式4-1】随着“碳中和、碳达峰”成为国家战略，温室效应成了热点话题。为验证是温室气体，而不是，化学小组开展以下实践活动： Ⅰ．制取气体 (1)仪器B的名称是________。 (2)图-1中________（填字母）组合成的装置，与图2的发生装置具有相同的优点。 (3)实验室用图2装置来制备并验证其性质。烧杯中观察到________现象，说明密度比空气大。检验时，将装有澄清石灰水的洗气瓶________（填“b”或“c”）端与胶皮管a相连。 (4)小华为太空鱼缸设计了二氧化碳补给器。 ⅰ.二氧化碳补给器采用溶液和稀硫酸反应，通过观察________确定气体的流速，反应化学方程式为________。 ⅱ.小华测得鱼缸内溶液酸性增强（pH下降），原因是________。 Ⅱ．热成像验证温室气体 【资料】引起温室效应的原因：阳光发出的短波辐射可穿透，把热量输送到地面；而地面发出的长波辐射容易被吸收（难穿透），没有被吸收的易反射回地面，形成保温作用，如图。 辐射源通过装有不同气体的扁塑料瓶后，在热成像仪成像（如上图），得到热成像图的温度结果如下： 待测气体 干燥的 干燥的 干燥的空气 湿润的空气 干燥的 热成像图的温度/℃ 64.0 81.6 82.6 72.4 X 注：穿透扁塑料瓶（待测气体）后的长波辐射越强，热成像的温度越高。 (5)由上表可知、、三种气体吸收长波辐射的能力最小的为________（填名称）。 (6)已知是一种温室气体，则X可能是________。（填字母） A．82    B．84.3    C．62.8 【变式4-2】我国承诺2030年前碳达峰、2060年前碳中和。某班级据此设计行动方案，成立三个研究小组，分别探索碱吸收、碳封存、碳转化三条技术路径。 (1)自然界中碳循环过程如图1所示，大气中的二氧化碳来源有_________________（写一个）。 (2)由图2分析，1845年~2005年大气中CO2浓度与地球表面温度的情况_________________。 (3)“碱吸收组”经过查询资料，记录了NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2这４种常见碱的价格、溶解度和吸收1g CO2所需碱的质量，如表所示，考虑价格、溶解度与吸收效果，选择_____________性价比最高。 种类 价格/元/吨 溶解度/g 吸收1gCO2所需物质的质量/g 氢氧化钠 4000 111 1.82 氢氧化钙 680 0.185 1.77 氢氧化钾 7700 121 2.55 氢氧化钡 4000 3.9 3.88 (4)“碳封存组”查阅资料发现可用海水封存CO2，可能造成的环境问题是_____________。 (5)①“碳转化组”查阅资料得知以二氧化碳和氨气合成尿素[CO（NH2）2]是固定和利用二氧化碳的成功范例，反应原理为，计算生成30 t尿素可吸收CO2的质量。_____________（写出计算过程） ②根据质量守恒定律，上述方法合成的尿素中氢元素_____________氨气中的氢元素（填“＞”、“＜”、“=”）。 【变式4-3】“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。同学们围绕以下四项任务进行方案设计，并对有关问题进行思考和探究。 任务一：理解碳中和内涵 (1)通过图1分析你认为“碳中和”含义是________________。 (2)如图2所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应，如果观察到____________现象，可以证明二氧化碳是可以产生温室效应的气体。 【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一，小组同学构建的固碳模型如下： 【小组讨论】 (3)生态固碳主要依靠植物的________________实现。 (4)研究发现海洋是重要的固碳之地，海洋吸收二氧化碳常见以下方式： ①二氧化碳溶于海水。但海水过量吸收CO₂会造成海洋酸化，该反应的化学方程式为________________。 ②碳酸盐泵。贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳，其中95%为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了________亿吨碳元素。 任务二：寻找捕集、利用二氧化碳的新途径 【搜集资料】①目前，CO₂捕集技术的关键是将CO₂从排放物中分离出来。通常用活性炭、沸石等对CO₂进行吸附性吸收。②将二氧化碳转化为化工原料乙烯，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下图。 【交流讨论】 (5)活性炭、沸石等可作吸附剂吸收CO₂，则它们可能具备的结构特点是____________________。 (6)将二氧化碳转化为化工原料乙烯(C₂H₄)的化学方程式为________________________。 任务三：设计低碳行动方案 【调研访谈】同学们将收集到的低碳措施整理成表。 【创意设计】 (7)在老师指导下，同学们优化方案如下： 低碳途径 个人行为 国家工程 国际合作 减少CO₂排放 ___________ 加快能源转型 推动技术转移与共享 增加CO₂吸收 种花、种树等 积极实施碳汇 多国共同参与森林保护 任务四：加强低碳环保认识 【观察分析】 (8)综合上面两个图示信息，可总结出的规律是________________。 ▌题型05 资源综合利用和新能源开发的重要意义 资源综合利用和新能源开发的重要意义：节约资源、提高资源利用率、减少污染。 【典例5】（25-26九年级下·北京·期末）用Ni/CaO新型材料实现CO2的捕获和转化。其原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．捕获的反应不属于氧化还原反应 B．转化过程反应的化学方程式为： C．要捕获转化1 mol ，需投入至少1 mol D．该方法可减少的排放并实现资源的充分利用 【变式5-1】沙漠土壤大面积改良后，局部生态环境明显改善。下列说法错误的是 A．绿色植物增多可提升空气中含量 B．土壤修复能减少空气中可吸入颗粒物 C．改良后区域含量无限降低 D．沙漠绿化助力“双碳”目标实现 【变式5-2】中国科学院大连化学物理研究所团队在二氧化碳加氢制甲醇（反应Ⅱ）研究中取得新进展。下图是与甲醇有关的三个反应示意图，“”表示不交叉。下列说法错误的是 A．反应Ⅰ属于分解反应 B．反应Ⅱ既有助于解决“碳超标”又能“变废为宝” C．反应Ⅱ的“一定条件”是为了生成更多的甲醇 D．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中能实现循环利用的物质只有水 【变式5-3】阅读下列科技短文并回答问题。 绿氨—未来液体燃料的王者 绿氨（NH3又叫氨气），即绿色氨，是指通过风能、太阳能等可再生能源发电所产生的绿电电解水产生氢气（绿氢），再由空气中的氮气和氢气在高温、高压条件下，在铁基催化剂作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨（其制备过程如下图1），当容器中氨的含量不再发生变化时（平衡时），测得氨的含量分别与温度和压强的关系如下图2所示。绿氨的原料来源广泛，生产成本低，可大规模生产，且储运便捷、安全可靠，是理想的零碳能源载体；同时氨也是一种重要的化学物质，可用于制造硝酸和氮肥，至今全球合成氨年产量超千万吨，其中大约85%的氨用于生产氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。 (1)绿氨作为未来液体燃料的王者，其优点是______。 (2)工业上合成氨的反应类型是______（填“化合”、“分解”或“置换”）反应。 (3)由上图2分析，按下列条件进行合成氨反应，平衡时氨的含量最高的是______（填序号）。 A．200大气压、300℃ B．400大气压、300℃ C．200大气压、500℃ D．400大气压、500℃ / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 自然界中的碳循环（题型突破·举一反三） 题型01 自然界中的碳循环 题型02 二氧化碳与人体健康 题型03 温室效应对环境的影响 题型04 碳达峰碳中和目标的实现 题型05 资源综合利用和新能源开发的重要意义 ▌题型01 自然界中的碳循环 自然界中的碳循环 【典例1】（25-26八年级下·山东淄博·期末）下列关于“碳循环”的说法正确的是 A．人与动植物的呼吸作用不属于“碳循环” B．化石燃料的燃烧不属于“碳循环” C．大理石、石灰石等岩石的风化分解不属于“碳循环” D．风能发电不属于“碳循环” 【答案】D 【详解】A、人与动植物呼吸作用会产生释放到大气，涉及碳元素的迁移，属于碳循环，A错误。 B、化石燃料燃烧会将燃料中结合态的碳转化为排入大气，属于碳循环，B错误。 C、大理石、石灰石的主要成分为，风化分解过程会释放或转化为其他含碳物质进入环境，属于碳循环，C错误。 D、风能发电是风能转化为电能的过程，全程没有含碳物质的转化、碳元素的迁移，不属于碳循环，D正确。 【变式1-1】碳在自然界中的循环变化，对于生态环境有极为重要的意义。减少排放，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所示。在研究膜吸收法吸收时，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种吸收剂对烟气中的脱除效果，其结果如图2所示。 (1)自然界碳的循环中，化石能源燃烧________(填“吸收”或“释放”)；用溶液吸收的化学方程式：____________________________________________。 (2)实现碳中和的途径有碳替代、碳减排、________、碳循环。 (3)由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是____________。 (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，当烟气流速越大时，的脱除效果越________(填“好”或“差”)。当烟气流速相同时，________(填物质名称)对烟气中的脱除效果最好。 (5)在生活中的应用是很广泛的，请写出的一种用途：_____________________________________。 【答案】(1) 释放 (2)碳封存 (3)碳替代 (4) 差 氨基乙酸钾 (5)灭火(合理即可) 【详解】（1）化石能源含碳元素，燃烧后生成释放到空气中； 略； （2）略； （3）由图1的饼状数据可知，到2050年，碳替代的贡献率为47%，是四个途径中占比最高的，贡献率最大； （4）观察图2曲线，随烟气流速增大，三种吸收剂的脱除率均下降，因此当烟气流速越大时，的脱除效果越差； 相同烟气流速下，氨基乙酸钾对应的脱除率最高，脱除效果最好； （5）不燃烧、也不支持燃烧，且密度大于空气，可覆盖在可燃物表面隔绝氧气，达到灭火的目的。 【变式1-2】自然界中的碳氧循环保证了空气中的氧气和二氧化碳浓度相对稳定，空间站中同样也设计了气体循环系统，达到氧气资源100%再生。下图是该系统的核心反应过程。 (1)空间站舱内需要不断清除产生的CO2，主要原因是CO2________。 A．有毒 B．有刺激性气味 C．不能供给呼吸 D．密度比空气大 (2)结合材料和上图相关信息，下列说法正确的是________。（不定项） A．过程一中氢元素和氧元素的化合价均未发生改变 B．空间站气体循环系统中，只有甲烷没有被循环利用 C．空间站中的氧气无需通过地面补充 D．空间站中二氧化碳的主要来源由呼吸作用产生 (3)空间站中使用电解水来制取氧气，而不使用实验室制氧气的方法的原因是什么？(写出一条即可得分，合理即可)。 (4)有同学提出在空间站种植大量蔬菜，以维持空间站中的氧气和二氧化碳的含量，谈谈你对该方法的看法。 【答案】(1)C (2)BCD (3)原料方面：电解水的方法中水会形成循环，节省原料和空间，实验室制取氧气的方法需要携带大量药品（如高锰酸钾、过氧化氢溶液等），且无法循环利用，会占用更多的空间； 安全和能耗方面：电解水的方法可直接利用空间站的电力系统供应，反应可控，而高锰酸钾需要加热，存在安全隐患。 (4)该方法有一定的可行性，但也存在局限性，需辩证看待： 优点： ①蔬菜可以通过光合作用吸收航天员呼吸产生的二氧化碳，释放氧气，可辅助调节空间站内的气体组成成分，可一定程度上减少电解水装置的使用； ②蔬菜也可以作为航天员的食物，减少地面补给。 缺点： ①效率低：光合作用的效率受光照、温度的限制，产生氧气的速率远低于电解水装置，无法完全替代电解水装置； ②资源消耗：蔬菜种植过程中需要消耗大量的水、电力（如照明、温控）等，反而增加了空间站内资源的消耗。 【详解】（1）二氧化碳本身无毒、无刺激性气味，虽然密度比空气大，但不是需要清除的核心原因，航天员呼吸消耗氧气，产生二氧化碳，二氧化碳不能供给呼吸，浓度过高，会导致人体缺氧窒息，故需要清除的原因是二氧化碳不能供给呼吸； （2）A、过程一是电解水分解成氢气和氧气，水中H为+1价，O为-2价，反应后氢气中H为0价，氧气中O为0价，故过程一中氢元素和氧元素的化合价均发生改变，错误； B、过程二是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成了水和甲烷，水回到过程一循环利用，而甲烷作为产物排出，故只有甲烷没有被循环利用，正确； C、空间站系统实现了氧气的100%再生：电解水生成的氧气供给航天员的呼吸，呼吸产生的二氧化碳与电解水生成的氢气反应又生成了水，水重新进入电解流程，形成了闭环，故无需地面补充，正确； D、航天员的呼吸作用产生二氧化碳，是其主要的来源，正确。 （3）略，见答案。 （4）略，见答案。 【变式1-3】低碳主题探究 活动一：碳循环 (1)自然界生成的途径：_________(一条即可)； (2)海洋消耗的主要物质：_________； 活动二：捕碳探究 Ⅰ 振荡吸碳： 同学们通过实验探究Ca(OH)2是否可以作为吸碳剂，实验记录如下表所示： 吸碳剂 A．水 B．澄清石灰水 C．石灰乳 D． Ca(OH)2固体 实验条件及现象 30 mL水 30 mL水+0.05 g Ca(OH)2 30 mL水+2 g Ca(OH)2 2 g Ca(OH)2固体 (3) ___________________________； (4)通过___________体现吸收效果；吸收最好是_________(A/B/C/D)； Ⅱ 动态吸碳(石灰乳涂纱布，风机抽空气) 如图，同学们设计了一款简易吸风机来捕碳。打开开关，风扇旋转产生内外压强差，将空气自右向左吸进简易吸风机，CO2在纱布上被吸碳剂捕获。 石灰乳吸收生成的固体覆盖表面，堵塞孔隙，捕碳变差； Ⅲ 电解固碳 实验小组查阅资料发现，还可以利用电解法来固碳，其原理如图所示。 (5)电解固碳的化学方程式为___________________________； 活动三：低碳行动 (6)日常低碳措施：___________________________。 【答案】(1)动植物的呼吸作用（或化石燃料燃烧，合理即可） (2)水（或） (3) (4) 振荡后塑料瓶的变瘪程度 C (5) (6)随手关灯（或少开私家车绿色出行、双面使用纸张，合理即可） 【详解】（1）自然界产生的常见途径有动植物呼吸、化石燃料燃烧、微生物分解等，任写一条即可。 （2）CO2​可溶于水且能与水反应，海洋消耗的主要物质是水。 （3）氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，为初中基础反应方程式。 （4）被吸收后瓶内压强减小，因此可以通过塑料瓶变瘪的程度判断吸收效果；氢氧化钙微溶于水：A只有水吸收量最少，B中氢氧化钙含量少，D中固体氢氧化钙与接触不充分，只有C的石灰乳含大量可反应的氢氧化钙、接触充分，吸收效果最好。 （5）根据电解原理图，反应物为和，通电生成甲醇和水，配平后得到上述方程式。 （6）低碳的核心是减少二氧化碳排放，节电、绿色出行、减少一次性用品使用等都符合要求，合理即可。 ▌题型02 二氧化碳与人体健康 二氧化碳与人体健康 二氧化碳没有(填“有”或“没有”)毒性,空气中二氧化碳超过正常含量,会使人感到气闷、眩晕等,甚至会导致人死亡。人群密集的地方,应注意及时通风换气。 【典例2】（2026·河南周口·三模）碳及其化合物用途广泛，下列有关说法不正确的是 A．金刚石硬度大，可用于裁玻璃 B．一氧化碳具有可燃性，可作燃料 C．二氧化碳有毒，不能供给呼吸 D．石墨具有导电性，可作电极 【答案】C 【详解】A.金刚石是自然界天然存在的硬度最大的物质，因此可用于裁割玻璃，说法正确； B.一氧化碳具有可燃性，燃烧时释放大量热量，因此可作燃料，说法正确； C.二氧化碳本身无毒性，仅不能供给呼吸，浓度过高时会使人缺氧窒息，说法错误； D.石墨具有优良的导电性，因此可作电极材料，说法正确。 【变式2-1】下列劳动项目中所涉及的化学知识正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用铅笔芯制作电极 石墨有还原性 B 用天然气作燃料生火做饭 天然气的成分是CO和 C 干冰用于食品的冷藏保鲜 二氧化碳不能供给呼吸 D 燃煤时将煤块粉碎成煤粉 增大与氧气的接触面积，使煤充分燃烧 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、铅笔芯制作电极利用石墨的导电性，而非还原性，A选项错误； B、天然气主要成分是甲烷，不是CO和，B选项错误； C、干冰保鲜是因升华吸热，与不能呼吸无关，C选项错误； D、粉碎煤粉增大与氧气接触面积，使燃烧更充分，D选项正确。 故选：D。 【变式2-2】二氧化碳在生产和生活中具有广泛的用途，下列有关二氧化碳的说法正确的是 A．有毒，不能供给呼吸 B．可用于冶金工业 C．过度排放会加剧温室效应 D．能使酚酞溶液变红 【答案】C 【详解】A、二氧化碳本身无毒，也不能供给呼吸，错误； B、二氧化碳不具有还原性，不可用于冶金工业，错误； C、二氧化碳属于温室气体，过度排放会加剧温室效应，正确； D、二氧化碳本身不能使酚酞溶液变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，也不能使酚酞溶液变红，错误。 【变式2-3】二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身无毒，但不能供给呼吸，人在二氧化碳浓度偏高的环境中，会感到气闷、头痛乃至窒息死亡。在人群密集的地方应该注意通风透气；在进入久未开启的菜窖和深洞前，需先做________。 【答案】灯火实验 【详解】久未开启的菜窖、深洞通风性差，且二氧化碳密度比空气大，易在空间底部大量积聚，高浓度的二氧化碳会使人窒息。由于二氧化碳不可燃、也不支持燃烧，可通过灯火实验判断二氧化碳浓度：若放入的灯火熄灭或燃烧不旺，说明二氧化碳浓度过高，人员不可进入，避免发生危险。 ▌题型03 温室效应对环境的影响 温室效应对环境的影响 水汽、甲烷、臭氧、氟利昂和二氧化碳等都是温室气体,温室效应的加剧,对人类生存环境产生了不良影响,如冰川融化等。 【典例3】（26-27九年级上·全国·课后作业）下列关于空气的认识正确的是 A．稀有气体含量极少，无利用价值 B．氧气具有助燃性，可用作燃料 C．空气质量指数越小，空气质量状况越好 D．空气中二氧化碳含量过高，会造成温室效应，故二氧化碳是空气污染物 【答案】C 【详解】A.稀有气体在空气中含量虽低，但可用于制作电光源、焊接保护气等，有重要应用价值，说法错误。 B.氧气具有助燃性，但本身无可燃性，不能用作燃料，说法错误。 C.空气质量指数是衡量空气质量的指标，数值越小代表污染物含量越低，空气质量越好，说法正确。 D.二氧化碳是空气的正常组成成分，虽会加剧温室效应，但不属于空气污染物，说法错误。 【变式3-1】下列说法错误的是 A．能产生温室效应的气体只有二氧化碳 B．使用脱硫煤可以减少酸雨的产生 C．氢气无毒，是一种清洁的高能燃料，已应用于航天、交通等领域。 D．发生CO中毒，轻度的应呼吸大量新鲜空气，严重的要立即送到医院进行救治。 【答案】A 【详解】A.能产生温室效应的气体除外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等，并非只有二氧化碳，错误； B.酸雨主要由、氮氧化物的排放引起，使用脱硫煤可减少排放，能减少酸雨的产生，正确； C.氢气无毒，燃烧产物只有水、无污染，且热值高，属于清洁高能燃料，目前已应用于航天、氢能源交通等领域，正确； D.会与血红蛋白结合使其失去携氧能力，造成人体缺氧中毒，轻度中毒时呼吸大量新鲜空气可缓解症状，严重时需立即送医救治，正确； 【变式3-2】下列叙述错误的是 A．二氧化碳、甲烷、臭氧和一氧化二氮都是能产生温室效应的气体 B．用水基型灭火器扑灭木柴燃烧引起的火灾 C．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 D．汽车尾气中的一氧化碳、氮的氧化物和烟尘都会造成空气污染 【答案】C 【详解】A.常见温室气体包括、、、等，表述正确； B.水基型灭火器可用于扑灭木柴等固体可燃物引发的火灾，表述正确； C.人类利用的能量不是都来自化学反应，比如太阳能、风能、水能等都是通过物理过程获得的，表述错误； D.汽车尾气中的、氮氧化物、烟尘均属于空气污染物，表述正确。 【变式3-3】某小组以“探秘温室气体的温室效应”为主题开展项目式学习。 任务一： (1)实验室制取 ⅰ.仪器A的名称是______。 ⅱ.组装实验室制取、可控制反应速率的发生装置，应选择仪器______(填序号)，反应的药品为______和______。将通入乙中，观察到的现象是__________________。检验常用试剂是____________。的收集方法是___________________________。 任务二：热成像验证温室气体 【资料】引起温室效应的原因：阳光发出的短波辐射可穿透，把热量输送到地面；而地面发出的长波辐射容易被CO₂吸收（难穿透），被吸收的能量会有部分返回地面，未被吸收的则散失到外太空，从而形成保温作用(如图2)。辐射源通过装有不同气体的扁玻璃瓶后，在热成像仪成像(如图3)： (2)结合资料分析：在图3的实验中，若瓶内装，热成像仪检测到的温度会比装时______。(选填“高”或“低”) (3)实验结束后，为了处理剩余的尾气，可将其通入______溶液中吸收。 (4)甲烷()也是一种温室气体。若想通过实验探究和谁的温室效应更强，请设计一个简要的实验方案：_____________________________________________。 【答案】(1) 锥形瓶 ADG 大理石(或石灰石) 稀盐酸 澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水 向上排空气法 (2)低 (3)氢氧化钠(合理即可) (4)选用体积大小相等的两个透明密闭塑料瓶，放置相同的温度计，分别盛满相同条件下的二氧化碳和甲烷，放置在同一阳光下照射相同的时间，对比两个瓶内温度计显示的温度，升温幅度更大的气体温室效应更强 【详解】（1）ⅰ. 略； ⅱ. 实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，且需要控制反应速率，应选择的仪器是：ADG，该装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； 略； 将通入乙中，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故通常用澄清石灰水检验二氧化碳； 二氧化碳溶于水，密度比空气大，故可用向上排空气法收集； （2）与氧气相比，长波辐射容易被吸收(难穿透)，故若瓶内装，穿透扁玻璃瓶后的长波辐射少，则热成像仪检测到的温度会比装时低； （3）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，可将剩余的二氧化碳尾气通入氢氧化钠溶液中吸收； （4）通过实验探究和谁的温室效应更强，根据控制变量法，气体的种类不同，其他因素相同，则设计实验为：选用体积大小相等的两个透明密闭塑料瓶，放置相同的温度计，分别盛满相同条件下的二氧化碳和甲烷，放置在同一阳光下照射相同的时间，对比两个瓶内温度计显示的温度，升温幅度更大的气体温室效应更强。 ▌题型04 碳达峰碳中和目标的实现 碳达峰碳中和目标的实现 1．碳达峰指二氧化碳排放量达到历史最高点。 2．碳中和是通过植树造林、循环利用以及用技术手段对二氧化碳进行捕获与封存,达到相对“零排放”。  3．【观念建构】实现“双碳”目标中化学科学的新使命 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,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，使二氧化碳在促进人类可持续发展中发挥更大的作用。  【典例4】（2026·广东广州·三模）我国提出2060年前实现“碳中和”的目标，彰显大国担当。 (1)关于实现“碳中和”，下列说法正确的是___________。 A．所谓“低碳”就是较低的碳单质的排放 B．实现“碳中和”可以从植树造林等方面着手 C．动物、植物遗骸被微生物分解可产生 D．加大石油、煤、天然气等能源的开采使用，有利于“碳中和” 某化学兴趣小组围绕“基于碳中和理念设计低碳行动方案”，开展了“低碳有我”实践活动。以下是他们在“寻碳”与“捕碳”两个活动中的探究成果。 【活动一】寻碳：小组同学通过查阅资料，归纳出以下自然环境中的碳循环图。 (2)生物圈中，绿色植物通过光合作用将转化为葡萄糖和氧气。该过程实现的能量转化是将___________能转化为化学能。 (3)岩石圈中，碳酸氢钙受热会发生分解反应生成碳酸钙、二氧化碳和水。该反应的化学方程式为___________，这一过程在自然界中常与石灰岩地貌（如溶洞）的形成有关。 【活动二】捕碳：探究植物固碳能力的影响因素。 小组同学为探究影响植物吸收的因素，设计了以下实验。选用生长状况相同的植株，在密闭透明容器中测定2小时内容器内浓度的下降值（初始浓度均为800ppm）。 注：1.叶面积指数叶片总面积÷占地面积，数值越大表示叶片越茂密。 2.单位叶面积固碳量浓度下降值÷叶面积指数，数值越大表示固碳能力越强。 实验结果如下表： 实验编号 植物种类 光照强度（Lux） 温度（℃） 叶面积指数 浓度下降值（ppm） 单位叶面积固碳量 ① 绿萝 5000 25 2.5 156 62.4 ② 绿萝 5000 20 2.5 118 47.2 ③ 绿萝 5000 15 2.5 92 36.8 ④ 绿萝 3000 25 2.5 112 44.8 ⑤ 绿萝 1000 25 2.5 78 31.2 ⑥ 吊兰 5000 25 3.2 190 59.3 ⑦ 常春藤 5000 25 2.8 168 60.0 ⑧ 芦荟 5000 25 1.8 85 47.2 (4)对比实验①②③数据，可得出的结论是_________________________________________。 (5)为探究光照强度对植物固碳能力的影响，应选择的实验编号是___________________。 (6)对比实验①和⑧，绿萝的叶面积指数约是芦荟的1.4倍，但浓度下降值却约是芦荟的1.8倍，结合数据分析，出现该现象的原因可能是：绿萝单位叶面积吸收的能力更___________（填“强”或“弱”）。 (7)根据实验⑥、⑦、⑧的数据，若要提高城市绿地的固碳总量，除了选择单位叶面积固碳量高的植物外，还可以选择叶面积指数大的植物，原因是________________________________________。 【活动总结】同学们通过“寻碳”认识碳循环，通过“捕碳”探究固碳途径，将科学认知转化为低碳行动，为实现“碳中和”贡献了青春的力量。 【答案】(1)BC (2)光（太阳） (3) (4)在其他条件相同时，温度越高，植物的固碳能力越强。 (5)①④⑤ (6)强 (7)叶面积指数大的植物，其总叶面积更大，能吸收更多的二氧化碳，从而提高固碳总量。 【详解】（1）A.低碳指降低二氧化碳（温室气体）排放量，不是碳单质，错误； B.植树造林，植物光合作用大量吸收CO2，助力碳中和，正确； C.动植物遗体被微生物分解，含碳有机物氧化生成CO2，回归碳循环，正确； D.煤、石油、天然气大量燃烧会释放巨量CO2，不利于碳中和，错误。 （2）绿色植物的光合作用是在光照条件下，将二氧化碳和水转化为有机物（如葡萄糖）和氧气的过程，此过程中，光能被吸收并转化为储存在葡萄糖等有机物中的化学能。 （3）碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙、二氧化碳和水，根据质量守恒定律进行配平。 （4）对比实验①、②、③，植物种类、光照强度、叶面积指数均相同，只有温度不同（分别为25℃、20℃、15℃）。数据显示，温度越高，CO₂浓度下降值越大(156＞118＞92)，说明植物吸收CO2的速率越快，固碳能力越强。 （5）要探究光照强度对植物固碳能力的影响，需要控制其他变量不变，即植物种类、温度、叶面积指数应相同，只有光照强度不同。符合条件的实验组是①、④、⑤（均为绿萝，温度均为25℃，叶面积指数均为2.5，光照强度分别为5000、3000、1000Lux）。 （6）由表中信息可知，相同条件下，绿萝单位叶面积吸收CO2的能力更强。 （7）固碳总量不仅取决于植物单位面积的固碳效率（单位叶面积固碳量），还取决于植物的总叶面积（由叶面积指数反映）。叶面积指数大的植物，其总叶面积更大，即使单位叶面积固碳量不是最高，其固碳总量也可能更高。因此，选择叶面积指数大的植物有助于提高城市绿地的总固碳量。 【变式4-1】随着“碳中和、碳达峰”成为国家战略，温室效应成了热点话题。为验证是温室气体，而不是，化学小组开展以下实践活动： Ⅰ．制取气体 (1)仪器B的名称是________。 (2)图-1中________（填字母）组合成的装置，与图2的发生装置具有相同的优点。 (3)实验室用图2装置来制备并验证其性质。烧杯中观察到________现象，说明密度比空气大。检验时，将装有澄清石灰水的洗气瓶________（填“b”或“c”）端与胶皮管a相连。 (4)小华为太空鱼缸设计了二氧化碳补给器。 ⅰ.二氧化碳补给器采用溶液和稀硫酸反应，通过观察________确定气体的流速，反应化学方程式为________。 ⅱ.小华测得鱼缸内溶液酸性增强（pH下降），原因是________。 Ⅱ．热成像验证温室气体 【资料】引起温室效应的原因：阳光发出的短波辐射可穿透，把热量输送到地面；而地面发出的长波辐射容易被吸收（难穿透），没有被吸收的易反射回地面，形成保温作用，如图。 辐射源通过装有不同气体的扁塑料瓶后，在热成像仪成像（如上图），得到热成像图的温度结果如下： 待测气体 干燥的 干燥的 干燥的空气 湿润的空气 干燥的 热成像图的温度/℃ 64.0 81.6 82.6 72.4 X 注：穿透扁塑料瓶（待测气体）后的长波辐射越强，热成像的温度越高。 (5)由上表可知、、三种气体吸收长波辐射的能力最小的为________（填名称）。 (6)已知是一种温室气体，则X可能是________。（填字母） A．82    B．84.3    C．62.8 【答案】(1)锥形瓶 (2)BD/AD (3) 气球漂浮起来 c (4) 气泡产生的快慢 二氧化碳和水反应生成碳酸，使溶液酸性增强 (5)氧气 (6)C 【详解】（1）根据常见化学仪器的识别，仪器B为锥形瓶。 （2）图2发生装置的优点是可以控制反应的发生与停止（通过抽动铜丝实现固液接触或分离）；图1中AD（或BD）组合，可通过气压变化实现固液自动分离，同样能控制反应启停，和图2优点一致。 （3）CO2密度比空气大，通入烧杯后会聚集在烧杯底部，使充空气气球上浮，该现象可证明CO2密度比空气大； 检验CO2洗气时遵循“长进短出”原则，因此长导管c端需要连接进气的胶皮管a。 （4）ⅰ. 气体通入水中，可通过单位时间内产生气泡的快慢判断气体流速； 碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，反应方程式。 ⅱ. 二氧化碳通入水中，会和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，因此溶液酸性增强，pH下降。 （5）根据题给信息：穿透气体的长波辐射越强，热成像温度越高；气体吸收长波辐射能力越强，穿透的辐射越少，温度越低。三种气体中，氧气对应温度最高，因此吸收长波辐射的能力最小。 （6）甲烷是温室气体，说明甲烷吸收长波辐射的能力比氧气与水更强，因此透射的辐射更少，类比二氧化碳热成像温度测得的64.0℃，只有62.8℃符合要求，因此填C。 【变式4-2】我国承诺2030年前碳达峰、2060年前碳中和。某班级据此设计行动方案，成立三个研究小组，分别探索碱吸收、碳封存、碳转化三条技术路径。 (1)自然界中碳循环过程如图1所示，大气中的二氧化碳来源有_________________（写一个）。 (2)由图2分析，1845年~2005年大气中CO2浓度与地球表面温度的情况_________________。 (3)“碱吸收组”经过查询资料，记录了NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2这４种常见碱的价格、溶解度和吸收1g CO2所需碱的质量，如表所示，考虑价格、溶解度与吸收效果，选择_____________性价比最高。 种类 价格/元/吨 溶解度/g 吸收1gCO2所需物质的质量/g 氢氧化钠 4000 111 1.82 氢氧化钙 680 0.185 1.77 氢氧化钾 7700 121 2.55 氢氧化钡 4000 3.9 3.88 (4)“碳封存组”查阅资料发现可用海水封存CO2，可能造成的环境问题是_____________。 (5)①“碳转化组”查阅资料得知以二氧化碳和氨气合成尿素[CO（NH2）2]是固定和利用二氧化碳的成功范例，反应原理为，计算生成30 t尿素可吸收CO2的质量。_____________（写出计算过程） ②根据质量守恒定律，上述方法合成的尿素中氢元素_____________氨气中的氢元素（填“＞”、“＜”、“=”）。 【答案】(1)动植物的呼吸作用（或化石燃料的燃烧等） (2)二氧化碳排放量的增加会导致地球表面温度上升 (3)氢氧化钠/NaOH (4)海水酸化 (5) 解：设生成30 t尿素可吸收CO2的质量为x ，x=22t 答：生成30 t尿素可吸收CO2的质量为22t。 ＜ 【详解】（1）略； （2）由图2可知，1845年~2005年大气中CO2浓度逐渐升高，地球表面温度逐渐升高，说明二氧化碳排放量的增加会导致地球表面温度上升； （3）由表可知，氢氧化钙价格较低，但是氢氧化钙的溶解度很小，不能配成浓溶液，吸收二氧化碳的效率较低，氢氧化钾溶解度较大，但是价格较高，氢氧化钠和氢氧化钡价格相同，氢氧化钠溶解度更大，吸收效果更好，且吸收相同质量的二氧化碳所需氢氧化钠的质量更小，故选择氢氧化钠性价比最高； （4）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，会导致海水酸化； （5）①见答案； ②根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，氨气中的氢元素一部分转化到了尿素中，一部分转化到了水中，则合成的尿素中氢元素＜氨气中的氢元素。 【变式4-3】“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。同学们围绕以下四项任务进行方案设计，并对有关问题进行思考和探究。 任务一：理解碳中和内涵 (1)通过图1分析你认为“碳中和”含义是________________。 (2)如图2所示的实验装置模拟二氧化碳产生温室效应，如果观察到____________现象，可以证明二氧化碳是可以产生温室效应的气体。 【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一，小组同学构建的固碳模型如下： 【小组讨论】 (3)生态固碳主要依靠植物的________________实现。 (4)研究发现海洋是重要的固碳之地，海洋吸收二氧化碳常见以下方式： ①二氧化碳溶于海水。但海水过量吸收CO₂会造成海洋酸化，该反应的化学方程式为________________。 ②碳酸盐泵。贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳以碳酸钙的形式沉积起来。某地贝壳堤储存了约4亿吨贝壳，其中95%为碳酸钙，则该地贝壳堤固定了________亿吨碳元素。 任务二：寻找捕集、利用二氧化碳的新途径 【搜集资料】①目前，CO₂捕集技术的关键是将CO₂从排放物中分离出来。通常用活性炭、沸石等对CO₂进行吸附性吸收。②将二氧化碳转化为化工原料乙烯，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下图。 【交流讨论】 (5)活性炭、沸石等可作吸附剂吸收CO₂，则它们可能具备的结构特点是____________________。 (6)将二氧化碳转化为化工原料乙烯(C₂H₄)的化学方程式为________________________。 任务三：设计低碳行动方案 【调研访谈】同学们将收集到的低碳措施整理成表。 【创意设计】 (7)在老师指导下，同学们优化方案如下： 低碳途径 个人行为 国家工程 国际合作 减少CO₂排放 ___________ 加快能源转型 推动技术转移与共享 增加CO₂吸收 种花、种树等 积极实施碳汇 多国共同参与森林保护 任务四：加强低碳环保认识 【观察分析】 (8)综合上面两个图示信息，可总结出的规律是________________。 【答案】(1)二氧化碳的排放量和二氧化碳的吸收量相等，达到净零排放 (2)U形管中液面左高右低 (3)光合作用 (4) 0.456 (5)疏松多孔 (6) (7) 随手关灯（或绿色出行、少用一次性用品、节约用纸等，合理即可） (8)全球年均温度随着二氧化碳浓度的增大而升高 【详解】（1）结合图1，左侧是碳排放、右侧是碳吸收，碳中和的核心是排放的二氧化碳总量和吸收的总量抵消，实现相对零排放。 （2）二氧化碳是温室气体，相同光照下，盛二氧化碳的瓶内温度升高更明显，瓶内压强更大，会将食用油压向空气一侧，因此观察到U形管液面左高右低即可证明。 （3）植物通过光合作用吸收二氧化碳转化为有机物，是生态固碳的主要方式。 （4）①二氧化碳和水反应生成碳酸，使海水酸化，其反应的化学方程式为。 ②碳酸钙中碳元素质量分数为，总碳质量为。 （5）活性炭、沸石能吸附气体，是因为本身疏松多孔，有较大的表面积。 （6）根据微观示意图，反应物为二氧化碳和氢气，生成物为乙烯和水，其反应的化学方程式为。 （7）只要符合日常生活减少碳排放的例子都合理，如 随手关灯（或绿色出行、少用一次性用品、节约用纸等，合理即可）。 （8）两个图像分别显示：随时间推移，二氧化碳浓度逐年升高，全球平均温度也逐年升高，因此可总结出二氧化碳浓度增大会加剧温室效应、导致全球变暖的规律。 ▌题型05 资源综合利用和新能源开发的重要意义 资源综合利用和新能源开发的重要意义：节约资源、提高资源利用率、减少污染。 【典例5】（25-26九年级下·北京·期末）用Ni/CaO新型材料实现CO2的捕获和转化。其原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A．捕获的反应不属于氧化还原反应 B．转化过程反应的化学方程式为： C．要捕获转化1 mol ，需投入至少1 mol D．该方法可减少的排放并实现资源的充分利用 【答案】C 【详解】A.捕获的反应为，反应前后各元素化合价均未变化，不属于氧化还原反应，正确； B.转化过程中和在催化下反应，方程式配平后为，符合原子守恒，正确； C.转化步骤会重新生成，可循环使用，仅需初始投入少量即可持续完成的捕获转化，无需为每1mol投入至少1mol，错误； D.该方法将转化为燃料，既减少碳排放，又实现了资源的充分利用，正确。 【变式5-1】沙漠土壤大面积改良后，局部生态环境明显改善。下列说法错误的是 A．绿色植物增多可提升空气中含量 B．土壤修复能减少空气中可吸入颗粒物 C．改良后区域含量无限降低 D．沙漠绿化助力“双碳”目标实现 【答案】C 【详解】A. 绿色植物通过光合作用吸收、释放，因此植物增多可提升空气中含量，正确； B. 土壤修复后植被覆盖增加，能固定沙土、减少扬尘，从而降低空气中可吸入颗粒物的含量，正确； C. 改良后区域植物光合作用会吸收，但同时生物呼吸、有机物分解等过程会释放，存在碳循环平衡，因此含量不会无限降低，错误； D. 沙漠绿化增加了植被固碳量，减少碳排放，助力“碳达峰、碳中和”（双碳）目标实现，正确。 【变式5-2】中国科学院大连化学物理研究所团队在二氧化碳加氢制甲醇（反应Ⅱ）研究中取得新进展。下图是与甲醇有关的三个反应示意图，“”表示不交叉。下列说法错误的是 A．反应Ⅰ属于分解反应 B．反应Ⅱ既有助于解决“碳超标”又能“变废为宝” C．反应Ⅱ的“一定条件”是为了生成更多的甲醇 D．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中能实现循环利用的物质只有水 【答案】D 【详解】A. 反应Ⅰ为电解水生成氢气和氧气，属于“一变多”的分解反应，表述正确； B. 反应Ⅱ是和反应制甲醇，消耗了温室气体，同时生成有工业价值的甲醇，既有助于减少碳排放，又能实现废物利用，表述正确； C. 反应Ⅱ选择“一定条件”（适宜的催化剂、温度、压强等），可以抑制副反应的发生，提高甲醇的产率，生成更多目标产物甲醇，表述正确； D. 可循环的物质除了水（反应Ⅰ消耗，反应Ⅱ、Ⅲ生成），还有（反应Ⅱ消耗，反应Ⅲ生成）等，并非只有水，表述错误； 【变式5-3】阅读下列科技短文并回答问题。 绿氨—未来液体燃料的王者 绿氨（NH3又叫氨气），即绿色氨，是指通过风能、太阳能等可再生能源发电所产生的绿电电解水产生氢气（绿氢），再由空气中的氮气和氢气在高温、高压条件下，在铁基催化剂作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨（其制备过程如下图1），当容器中氨的含量不再发生变化时（平衡时），测得氨的含量分别与温度和压强的关系如下图2所示。绿氨的原料来源广泛，生产成本低，可大规模生产，且储运便捷、安全可靠，是理想的零碳能源载体；同时氨也是一种重要的化学物质，可用于制造硝酸和氮肥，至今全球合成氨年产量超千万吨，其中大约85%的氨用于生产氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。 (1)绿氨作为未来液体燃料的王者，其优点是______。 (2)工业上合成氨的反应类型是______（填“化合”、“分解”或“置换”）反应。 (3)由上图2分析，按下列条件进行合成氨反应，平衡时氨的含量最高的是______（填序号）。 A．200大气压、300℃ B．400大气压、300℃ C．200大气压、500℃ D．400大气压、500℃ 【答案】(1)原料来源广泛，生产成本低，可大规模生产，且储运便捷、安全可靠 (2)化合 (3)B 【详解】（1）绿氨的原料来源广泛，生产成本低，可大规模生产，且储运便捷、安全可靠，是理想的零碳能源载体； （2）工业上，由空气中的氮气和氢气在高温、高压条件下，在铁基催化剂作用下，用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨，该反应是两种物质生成一种物质，属于化合反应； （3）根据图像，压强越大、温度越低，氨含量越高，故400大气压、300℃进行合成氨反应，平衡时氨的含量最高，故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $