5.3 自然界中的碳循环题型专练--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

沪教版（2024）九年级上册 5.3 自然界中的碳循环 题型专练 【题型1】自然界的碳循环 【典例】我国承诺到2030年实现“碳达峰”，到2060年实现“碳中和”，下列做法不利于实现目标的是(　　) A.大力发展火力发电 B.积极参与植树造林 C.减少使用化石燃料 D.分类回收垃圾 【举一反三1】CO₂的大量排放造成了碳循环的失衡，导致大气温室效应加剧，修复大气中CO₂含量的平衡必定要“降碳”。下列说法错误的是(　　) A.大规模开采和利用化石燃料，会导致大气中CO₂含量持续升高 B.将CO₂压入地下实现碳封存，CO₂分子间的间隔变小、运动停止 C. CO₂被绿色植物光合作用吸收，CO₂分子变成了其他分子 D.江河湖海的水体吸收CO₂过程中既有物理变化，又有化学变化 【举一反三2】碳循环是自然界中重要的循环。请结合下图回答问题： (1)碳循环中的“碳”指的是：　　　　(填名称)， (2)请观察图中自然界的消耗途径，写出一种消耗的化学反应的化学方程式　　　　 (3)2022年我国科学家发明了高效电催化生成醋酸的新方法，为消耗二氧化碳提供了新的路径，其微观示意图如图所示： ①请写出该反应中单质的化学式　　　　； ②写出上述反应的化学方程式　　　　。 【举一反三3】[科普阅读] 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，CO2地质封存技术作为当前缓解CO2排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。地质封存是通过管道将CO2注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或永久性对CO2的封存。 煤层CO2封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力：CO2＞CH4＞N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出并抽出。 研究人员对不同的煤在相同条件下吸附CO2的能力进行研究，结果如图2所示。 然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质结构失稳，导致CO2泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。 依据文章内容，回答下列问题。 （1）减少向空气中排放CO2是为了缓解 　　　　　　效应。 （2）CO2地质封存的途径主要有煤层封存、　　　　　   　、　　　　　   　。 （3）图1中，通常是先将混合气体由气态压缩成超临界流体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是 　　　　　    　。 （4）CO2使水酸化的原因是 　　　　　　　　　　　　　 　（用化学方程式表示）。 （5）对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压强范围内，　　　　　　煤对CO2的吸附能力最强。 （6）响应“低碳生活”，下列有关低碳生活的做法合理的是 　　　　　 　（填标号）。 a.纸张双面打印 b.出行乘坐公共交通工具 c.在生产生活中提倡使用节能技术和节能用具 【举一反三4】“氧循环”“碳循环”和“水循环”是自然界存在的三大重要循环，请结合下图回答问题。 (1)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)从微观的角度解释氧气和臭氧性质不同的原因：                               。 (3)自然界中氧循环的环节之一是绿色植物的光合作用，有关反应的化学方程式为6CO2+6H2OC6H12O6+xO2，则x=      ，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为        能。 (4)结合图示，下列关于碳、氧循环的认识正确的是       (填字母)。 A.能吸收二氧化碳的自然资源主要有海洋、森林 B.碳、氧循环过程中各元素守恒 C.碳循环是自然界物质和能量循环的重要组成部分 D.空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡 (5)研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示，该反应过程的化学方程式为                                   。 【举一反三5】阅读下面科普短文，回答下列问题： 　　在全球可持续发展的大背景下，污水不是一种废物，可以看作是一种资源和能源的载体，是一种放错位置的潜在可利用的水资源。 　　我国科学家提出的基于微藻能源的水／烟道气联合处理技术(图1)，利用微藻等低等植物同时实现固定、烟道气中的等污染物去除及能源回收。 　　生物柴油是生物燃料的一种，可直接使用或与汽油混合使用，从而缓解能源危机。但在其生产中，副产物甘油的产生，制约着其产业的可持续化发展。甘油的处理方法之一为光催化重整法。这种方法是在常温常压和太阳光的驱动下，利用甘油合成氢气。目前二氧化钛()由于具有无生物毒性、耐腐蚀、廉价可重复利用等优异性能，成为甘油处理最常用的催化剂之一。为了提高催化效果，常将与其他物质相结合形成复合催化剂。其他条件相同时，几种催化剂的催化效果如图2所示。 (1)自来水厂净水消毒过程中常通入氯气和水反应生成盐酸和次氯酸(HClO)，次氯酸具有消毒杀菌的作用，使水得到净化；写出发生反应的化学方程式　　　　　  。 (2)曝气的方法之一为压缩空气曝气，请从微粒的角度分析，空气压缩过程中发生变化的主要是　　　　　   。 (3)微藻固定的方式主要是进行光合作用，这一过程是将光能转化成　　　　能。 (4)生物柴油中主要含有碳、氢、氧三种元素，根据图1分析可知，经过微藻生物反应器能除去污水或烟道气中的　　　　元素。 (5)二氧化钛中钛元素的化合价为　　　　价。 (6)甘油中碳、氢、氧三种元素的质量比　　　　。 (7)光催化处理甘油时，常用二氧化钛作催化剂的原因之一是　　　　 。 (8)依据图示可知，在生产时间相同时，影响氢气产量的主要因素为　　　　 ；通过对比图中信息，还可以得到的结论是　　　　。 【题型2】二氧化碳对生活和环境的影响 【典例】我国提出2060年前实现碳中和。下列措施不利于实现碳中和的是（　　） A.鼓励民众植树造林 B.废旧书籍、报纸分类回收，再利用 C.开发利用清洁能源 D.露天焚烧农作物秸秆以增加肥效 【举一反三1】2024年我们要积极推进碳达峰、碳中和。实现“双碳”目标要因地制宜、因业施策。下列生活中的做法不利于实现“双碳”目标的是（　　） A.购物拒绝过度包装 B.及时关闭电器电源 C.使用一次性餐具 D.短途出行骑自行车 【举一反三2】中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，体现了大国担当。下列基于碳中和理念设计的低碳行动方案合理的是（　　） ①衣一尽可能选择环保的面料； ②食一提倡光盘行动，降低食物垃圾的产生和处理等； ③住一及时关闭待机电源，使用节能家电等； ④行一选择乘坐公共交通工具，短途出行尽量步行或骑自行车等。 A.① B.①② C.②③④ D.①②③④ 【举一反三3】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)。 (1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 　  　(填“分子”“原子”或“离子”)。 (2)物质丁的化学式为 　  　，该物质属于　      (填物质类别)。 (3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为 　   　。 (4)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                   。 【举一反三4】阅读科普短文，回答下列问题。 自然界是一个碳的世界。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。 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，每年排放的二氧化碳越来越多，近一半存留在大气层，其它被陆地和海洋吸收。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。 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。 依据文章内容回答下列问题。 (1)排入大气中的越来越多，导致　　　　 效应增强。 (2)过量的二氧化碳进入海洋，使海洋酸化，发生反应的化学方程式为　　　　 。 (3)由图可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是　　　　 。 (4)实现“碳中和”，从我做起。下列不符合“低碳生活”理念的是　　　(填字母)。 A．随手关灯 B．骑自行车上学 C．自备购物布袋 D．大量使用一次性餐具 【题型3】碳达峰、碳中和目标的实现 【典例】2021 年，中国科学家在国际上首次人工合成淀粉。科研人员把二氧化碳和氢气转化为甲醇（CH3OH）和水，然后经过一系列反应生成葡萄糖（C6H12O6），再进一步合成淀粉。对于这一成果，下列分析中正确的是（　　） A. 甲醇与水都属于氧化物 B. 葡萄糖中碳元素与氢元素的质量比为 1∶2 C. 此人工合成淀粉与光合作用合成淀粉的原理相同 D. 该研究成果对未来的粮食生产具有重要意义 【举一反三1】为防止“温室效应”的进一步加剧，下列采取的措施不合理的是（　　） A.制定限制二氧化碳排放的国际公约 B.推广使用氢燃料电池城市客车 C.把工厂的烟囱建高，将废气排入高空 D.保护植被，大力植树造林 【举一反三2】下列有关碳达峰、碳中和的说法中，不正确的是(　　) A.2030年我国实现碳达峰目标后，二氧化碳排放量会平稳下降 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 【举一反三3】 “碳中和”是指通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消生产生活中产生的CO2，从而达到CO2相对“零排放”。 回答下列问题： (1)“碳中和”的“碳”是指_____________________。 (2)化石燃料的过度使用会加剧的环境问题是_____________________。 (3)转化法是实现“碳中和”的措施之一，将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇(CH3OH)和水是目前研究的热点。写出该反应的化学方程式_____________________。 (4)在日常生活中，你如何践行“碳中和”理念______________ (写一条即可)。 【举一反三4】阅读科普短文。 1994年，中国气象局在青海省海拔3816米的瓦里关山上建成全球大气本底站。三十年来，驻站员利用高精度仪器获得了准确、连续、海量的CO2浓度观测数据，绘制了业界著名的“瓦里关曲线”(图甲)。该曲线反映了北半球中纬度地区本底站大气CO2浓度长期变化趋势，为国际社会在应对气候变化上形成共识作出了中国贡献。 为了捕集热电厂、炼钢厂等排放烟气中的CO2，化学工程师开发了捕集CO2技术(图乙)，所用的初始原料石灰石来源广泛、价格低廉，获得的高纯度CO2广泛应用于工业、农业、食品、医药、消防等领域。 (1)大气CO2浓度整体呈现　　　　的变化趋势。 (2)同年度夏季大气CO2浓度比冬季低的非人为原因是　　　　　　　　。 (3)在煅烧炉中，氧化钙再生的化学方程式为　　　　　　。 (4)该技术的优点有　　　　　　　　(写一条)。 二氧化碳是一种宝贵的资源，如可以用二氧化碳和氨气（NH3）来合成尿素［CO（NH2）2］，有关反应的化学方程式是：CO2 + 2NH3CO（NH2）2 + H2O，若利用该反应生产 450 t 尿素，理论上可以固定多少吨二氧化碳？你认为该合成方法有哪些意义？ 【题型4】一氧化碳、二氧化碳性质的比较 【典例】构建化学基本观念是学好化学的基础。下列对碳及其氧化物化学基本观念的认识错误的是（　　） A.元素观：一氧化碳、二氧化碳都由碳元素和氧元素组成 B.粒子观：保持金刚石化学性质的最小粒子是碳原子 C.转化观：一氧化碳与二氧化碳在一定条件下可相互转化 D.守恒观：12 g碳和18 g氧气反应，一定生成30 g二氧化碳 【举一反三1】有关碳和碳的氧化物的说法中，错误的是（　　） A.古代用墨书写的字画长久不变色，是因为常温下碳的化学性质不活泼 B.金刚石和石墨物理性质不同，是因为它们的碳原子排列方式不同 C.二氧化碳的排放是导致空气污染原因之一 D.CO2与CO在一定条件下可以相互转化 【举一反三2】以典型物质为核心，进行问题的设置与整合，使我们全面认识物质的有效途径。整合小组在学完碳的氧化物后对所学知识，完成了结构化的梳理与整合。根据实际解决问题： (1)一氧化碳和二氧化碳都是由　　　　 组成的。 (2)一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因是　　　　 。 (3)在一定条件下，一氧化碳和二氧化碳可以相互转化，请写出一个化学方程式　　　　 。 (4)若将二氧化碳通入澄清石灰水中，反应的化学方程式为　　　　。 (5)二氧化碳在生产和生活中具有广泛的用途，请举一例　　　　。 【举一反三3】碳和碳的化合物是一个重要的大家族。 （1）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是它们的物理性质有较大差异，原因是__________。 （2）在日常生活中，为保护地球尽一份责任，我们要倡导“低碳”生活，这里的“碳”指的是______。 （3）一氧化碳和二氧化碳像孪生兄弟，这是因为________________。 （4）不能用于区别一氧化碳和二氧化碳的方法是____________（填字母）。 A．闻气味　　　　　　　　B．通入澄清石灰水 C．看颜色　　　　　　　　D．燃着的木条 E．通入紫色石蕊溶液 【题型5】碳三角及其转化关系 【典例】碳及其部分化合物的转化关系如图所示（图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质，X表示反应物）。下列说法中错误的是（　　） A.X可以是单质或氧化物 B.“CO→CO2”的反应类型一定是化合反应 C.“CO2→H2CO3”的反应可以用石蕊溶液检验 D.“CO2→CaCO3”的反应可以用于实验室检验二氧化碳 【举一反三1】如图是关于碳和碳的化合物之间相互转化的网络图。下列正确的是（　　） A.反应②一定属于化合反应 B.反应⑦可以用于检验二氧化碳 C.图中所示物质均为化合物 D.反应③～⑦中碳元素化合价都不变 【举一反三2】A、B、C、D是初中化学常见的物质，这四种物质中均含有同一种元素。其中A为黑色固体单质，B、C为氧化物，D是大理石的主要成分。它们之间的部分转化关系如图所示（图中反应条件及部分反应物、生成物已省略）。 （1）物质A、B的化学式分别为_____________、___________________。 （2）写出由D→C转化的化学方程式： ________________________________________（写出一个）。 【举一反三3】如图为一个正在燃烧的煤炉的示意图，请回答下列问题。 (1)煤炉中煤层上方的蓝色火焰是__________ (填物质名称)燃烧产生的，其反应的化学方程式为____________________。 (2)煤炉的进气口在煤炉的下方，在进气口，煤的燃烧一般都很充分，其反应的化学方程式为____________________。 (3)煤炉中一氧化碳有两个来源：①煤的不充分燃烧，反应的化学方程式为____________________；②______________________________ (写化学方程式)。 【举一反三4】碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示(“→”表示物质之间可以发生转化，“—”表示物质之间可以发生化学反应)。请回答下列问题： (1)写出一氧化碳的一种用途　　　　。 (2)的化学式为　　　　，写出转化成的化学方程式　　　　。 (3)与一氧化碳的组成元素相同，但是化学性质却不相同的原因是　　　　。 (4)写出图中一个涉及氧化反应的化学方程式　　　　 。 沪教版（2024）九年级上册 第5章 奇妙的二氧化碳第3节 自然界中的碳循环 题型专练（参考答案） 【题型1】自然界的碳循环 【典例】我国承诺到2030年实现“碳达峰”，到2060年实现“碳中和”，下列做法不利于实现目标的是(　　) A.大力发展火力发电 B.积极参与植树造林 C.减少使用化石燃料 D.分类回收垃圾 【答案】A 【举一反三1】CO₂的大量排放造成了碳循环的失衡，导致大气温室效应加剧，修复大气中CO₂含量的平衡必定要“降碳”。下列说法错误的是(　　) A.大规模开采和利用化石燃料，会导致大气中CO₂含量持续升高 B.将CO₂压入地下实现碳封存，CO₂分子间的间隔变小、运动停止 C. CO₂被绿色植物光合作用吸收，CO₂分子变成了其他分子 D.江河湖海的水体吸收CO₂过程中既有物理变化，又有化学变化 【答案】B 【举一反三2】碳循环是自然界中重要的循环。请结合下图回答问题： (1)碳循环中的“碳”指的是：　　　　(填名称)， (2)请观察图中自然界的消耗途径，写出一种消耗的化学反应的化学方程式　　　　 (3)2022年我国科学家发明了高效电催化生成醋酸的新方法，为消耗二氧化碳提供了新的路径，其微观示意图如图所示： ①请写出该反应中单质的化学式　　　　； ②写出上述反应的化学方程式　　　　。 【答案】(1)碳元素 (2)(合理即可) (3)　 【解析】(3)①根据微观示意图可知，二氧化碳和水在通电、催化剂的作用下反应生成氧气和醋酸，其中氧气是由氧元素组成的，属于单质；②上述反应的化学方程式为。 【举一反三3】[科普阅读] 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，CO2地质封存技术作为当前缓解CO2排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。地质封存是通过管道将CO2注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或永久性对CO2的封存。 煤层CO2封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力：CO2＞CH4＞N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出并抽出。 研究人员对不同的煤在相同条件下吸附CO2的能力进行研究，结果如图2所示。 然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质结构失稳，导致CO2泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。 依据文章内容，回答下列问题。 （1）减少向空气中排放CO2是为了缓解 　　　　　　效应。 （2）CO2地质封存的途径主要有煤层封存、　　　　　   　、　　　　　   　。 （3）图1中，通常是先将混合气体由气态压缩成超临界流体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是 　　　　　    　。 （4）CO2使水酸化的原因是 　　　　　　　　　　　　　 　（用化学方程式表示）。 （5）对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压强范围内，　　　　　　煤对CO2的吸附能力最强。 （6）响应“低碳生活”，下列有关低碳生活的做法合理的是 　　　　　 　（填标号）。 a.纸张双面打印 b.出行乘坐公共交通工具 c.在生产生活中提倡使用节能技术和节能用具 【答案】（1）温室；（2）油气田封存；咸水层封存；（3）分子间的间隔；（4）CO2+H2O＝H2CO3；（5）无烟；（6）abc。 【解析】（1）减少向空气中排放CO2是为了缓解温室效应； （2）CO2地质封存的途径主要有煤层封存、油气田封存、咸水层封存； （3）图1中，通常是先将混合气体由气态压缩成超临界流体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是分子间的间隔； （4）二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3；故答案为：CO2+H2O＝H2CO3； （5）对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压强范围内，无烟煤对CO2的吸附能力最强； （6）纸张双面打印可以节约纸张，减少树木的砍伐，符合低碳的要求，a做法合理；出行乘坐公共交通工具可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合低碳的要求，b做法合理；在生产生活中提倡使用节能技术和节能用具，符合低碳的要求，c做法合理； 【举一反三4】“氧循环”“碳循环”和“水循环”是自然界存在的三大重要循环，请结合下图回答问题。 (1)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)从微观的角度解释氧气和臭氧性质不同的原因：                               。 (3)自然界中氧循环的环节之一是绿色植物的光合作用，有关反应的化学方程式为6CO2+6H2OC6H12O6+xO2，则x=      ，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为        能。 (4)结合图示，下列关于碳、氧循环的认识正确的是       (填字母)。 A.能吸收二氧化碳的自然资源主要有海洋、森林 B.碳、氧循环过程中各元素守恒 C.碳循环是自然界物质和能量循环的重要组成部分 D.空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡 (5)研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示，该反应过程的化学方程式为                                   。 【答案】 (1)水循环是物理变化，氧循环、碳循环是化学变化　(2)构成两种物质的分子不同　(3)6　化学　(4)ABCD　（5） 【举一反三5】阅读下面科普短文，回答下列问题： 　　在全球可持续发展的大背景下，污水不是一种废物，可以看作是一种资源和能源的载体，是一种放错位置的潜在可利用的水资源。 　　我国科学家提出的基于微藻能源的水／烟道气联合处理技术(图1)，利用微藻等低等植物同时实现固定、烟道气中的等污染物去除及能源回收。 　　生物柴油是生物燃料的一种，可直接使用或与汽油混合使用，从而缓解能源危机。但在其生产中，副产物甘油的产生，制约着其产业的可持续化发展。甘油的处理方法之一为光催化重整法。这种方法是在常温常压和太阳光的驱动下，利用甘油合成氢气。目前二氧化钛()由于具有无生物毒性、耐腐蚀、廉价可重复利用等优异性能，成为甘油处理最常用的催化剂之一。为了提高催化效果，常将与其他物质相结合形成复合催化剂。其他条件相同时，几种催化剂的催化效果如图2所示。 (1)自来水厂净水消毒过程中常通入氯气和水反应生成盐酸和次氯酸(HClO)，次氯酸具有消毒杀菌的作用，使水得到净化；写出发生反应的化学方程式　　　　　  。 (2)曝气的方法之一为压缩空气曝气，请从微粒的角度分析，空气压缩过程中发生变化的主要是　　　　　   。 (3)微藻固定的方式主要是进行光合作用，这一过程是将光能转化成　　　　能。 (4)生物柴油中主要含有碳、氢、氧三种元素，根据图1分析可知，经过微藻生物反应器能除去污水或烟道气中的　　　　元素。 (5)二氧化钛中钛元素的化合价为　　　　价。 (6)甘油中碳、氢、氧三种元素的质量比　　　　。 (7)光催化处理甘油时，常用二氧化钛作催化剂的原因之一是　　　　 。 (8)依据图示可知，在生产时间相同时，影响氢气产量的主要因素为　　　　 ；通过对比图中信息，还可以得到的结论是　　　　。 【答案】(1) (2)分子之间的间隔变小 (3)化学能 (4)氮(或N) (5) (6)9:2:12 (7)无生物毒性、耐腐蚀、廉价可重复利用之一 (8)催化剂的种类　复合催化剂种类相同时，时间越长，产生氢气质量越多 【解析】(2)空气能被压缩，是因为分子间有间隔，在加压时，分子间的间隔减少。 (4)生物柴油中主要含有碳、氢、氧三种元素，根据反应前后元素种类不变，则经过微藻生物反应器能除去污水或烟道气中的氮元素。 (5)二氧化钛中，氧元素化合价为-2价，设钛元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则x+(-2)×2=0，解得x=+4。 (6)甘油中碳、氢、氧三种元素的质量比(12×3)：(1×8)：(16×3)=9：2：12。 (8)由图２可知，相同时间时，催化剂种类不同，氢气产量不同，则说明催化剂种类能影响氢气的产量；由图２可知，催化剂相同时，时间越长，氢气产量越高。 【题型2】二氧化碳对生活和环境的影响 【典例】我国提出2060年前实现碳中和。下列措施不利于实现碳中和的是（　　） A.鼓励民众植树造林 B.废旧书籍、报纸分类回收，再利用 C.开发利用清洁能源 D.露天焚烧农作物秸秆以增加肥效 【答案】D 【解析】鼓励民众植树造林，可以增加二氧化碳的吸收，有利于实现碳中和，故A正确；废旧书籍、报纸分类回收再利用，可以减少树木的砍伐，增加二氧化碳的吸收，有利于实现碳中和，故B正确；开发利用清洁能源，可以减少二氧化碳的排放，有利于实现碳中和，故C正确；露天焚烧农作物秸秆会产生大量的二氧化碳，增加了二氧化碳的排放，不利于实现碳中和，故D错误。 【举一反三1】2024年我们要积极推进碳达峰、碳中和。实现“双碳”目标要因地制宜、因业施策。下列生活中的做法不利于实现“双碳”目标的是（　　） A.购物拒绝过度包装 B.及时关闭电器电源 C.使用一次性餐具 D.短途出行骑自行车 【答案】C 【解析】购物拒绝过度包装，减少资源浪费，节约能源，有利于实现“双碳”目标，A不符合题意；及时关闭电器电源，节约能源，减少二氧化碳的排放，有利于实现“双碳”目标，B不符合题意；使用一次性餐具，造成树木的砍伐，不利于实现“双碳”目标，C符合题意；短途出行骑自行车，减少了私家车的使用，从而减少了二氧化碳的排放，有利于实现“双碳”目标，D不符合题意； 【举一反三2】中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，体现了大国担当。下列基于碳中和理念设计的低碳行动方案合理的是（　　） ①衣一尽可能选择环保的面料； ②食一提倡光盘行动，降低食物垃圾的产生和处理等； ③住一及时关闭待机电源，使用节能家电等； ④行一选择乘坐公共交通工具，短途出行尽量步行或骑自行车等。 A.① B.①② C.②③④ D.①②③④ 【答案】D 【解析】①衣——尽可能选择环保的面料可以缓解环境污染，符合题意； ②食——提倡光盘行动，降低食物垃圾的产生和处理等，符合题意； ③住——及时关闭待机电源，使用节能家电等可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意； ④行——选择乘坐公共交通工具，短途出行尽量步行或骑自行车等可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意； 【举一反三3】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)。 (1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 　  　(填“分子”“原子”或“离子”)。 (2)物质丁的化学式为 　  　，该物质属于　      (填物质类别)。 (3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为 　   　。 (4)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)原子   (2)H2O　纯净物(或化合物或氧化物)   (3)3:1 (4)将二氧化碳合成淀粉，将有利于解决粮食短缺问题；可以节约耕地，减少化肥农药对环境的影响；二氧化碳合成淀粉能够消耗二氧化碳，将有助于缓解温室效应(合理即可) 【解析】(1)化学反应的实质是分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，因此该变化前后不发生改变的微观粒子是原子。(2)由题图以及质量守恒定律可知，丁物质是水，其化学式为H2O，水是由氢元素与氧元素组成的一种纯净物，属于化合物中的氧化物。(3)甲醇(CH3OH)中碳元素和氢元素的质量比为12:(1×4)＝3:1。(4)将二氧化碳合成淀粉，将有利于解决粮食短缺问题；可以节约耕地，减少化肥农药对环境的影响；二氧化碳合成淀粉能够消耗二氧化碳，将有助于缓解温室效应。 【举一反三4】阅读科普短文，回答下列问题。 自然界是一个碳的世界。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。 随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，每年排放的二氧化碳越来越多，近一半存留在大气层，其它被陆地和海洋吸收。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。 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。 依据文章内容回答下列问题。 (1)排入大气中的越来越多，导致　　　　 效应增强。 (2)过量的二氧化碳进入海洋，使海洋酸化，发生反应的化学方程式为　　　　 。 (3)由图可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是　　　　 。 (4)实现“碳中和”，从我做起。下列不符合“低碳生活”理念的是　　　(填字母)。 A．随手关灯 B．骑自行车上学 C．自备购物布袋 D．大量使用一次性餐具 【答案】(1)温室 (2) (3)碳替代 (4)D 【解析】(2)过量的二氧化碳进入海洋，使海洋酸化，发生反应为二氧化碳和水反应生成碳酸，该反应的化学方程式为：； (4)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，符合“低碳生活”理念，不符合题意； 骑自行车上学，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合“低碳生活”理念，不符合题意； 自备购物布袋，可以减少塑料制品的使用，节约资源，减少污染，符合“低碳生活”理念，不符合题意； 大量使用一次性餐具，会造成资源的浪费，且会污染环境，不符合“低碳生活”理念，符合题意。故选D。 【题型3】碳达峰、碳中和目标的实现 【典例】2021 年，中国科学家在国际上首次人工合成淀粉。科研人员把二氧化碳和氢气转化为甲醇（CH3OH）和水，然后经过一系列反应生成葡萄糖（C6H12O6），再进一步合成淀粉。对于这一成果，下列分析中正确的是（　　） A. 甲醇与水都属于氧化物 B. 葡萄糖中碳元素与氢元素的质量比为 1∶2 C. 此人工合成淀粉与光合作用合成淀粉的原理相同 D. 该研究成果对未来的粮食生产具有重要意义 【答案】D 【举一反三1】为防止“温室效应”的进一步加剧，下列采取的措施不合理的是（　　） A.制定限制二氧化碳排放的国际公约 B.推广使用氢燃料电池城市客车 C.把工厂的烟囱建高，将废气排入高空 D.保护植被，大力植树造林 【答案】C 【解析】把工厂的烟囱建高，将废气排入高空，不会减少二氧化碳的排放。 【举一反三2】下列有关碳达峰、碳中和的说法中，不正确的是(　　) A.2030年我国实现碳达峰目标后，二氧化碳排放量会平稳下降 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 【举一反三3】 “碳中和”是指通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消生产生活中产生的CO2，从而达到CO2相对“零排放”。 回答下列问题： (1)“碳中和”的“碳”是指_____________________。 (2)化石燃料的过度使用会加剧的环境问题是_____________________。 (3)转化法是实现“碳中和”的措施之一，将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇(CH3OH)和水是目前研究的热点。写出该反应的化学方程式_____________________。 (4)在日常生活中，你如何践行“碳中和”理念______________ (写一条即可)。 【答案】(1)二氧化碳 (2)温室效应 (3)CO2+3H2CH3OH+H2O (4)积极植树造林(合理即可) 【解析】(1)“碳中和”的目的是实现二氧化碳的有效排放与有效吸收，避免造成温室效应，全球气候变暖，“碳”指的是二氧化碳。(2)化石燃料的燃烧会生成二氧化碳、二氧化硫等，二氧化碳会加剧温室效应。(3)反应物是二氧化碳和氢气，生成物是甲醇和水，所以化学方程式是 CO2+3H2CH3OH+H2O。 (4)实现“碳中和”，一方面要减少二氧化碳的排放，另一方面要增加二氧化碳的吸收，有利于实现“碳中和”的措施有积极植树造林等。 【举一反三4】阅读科普短文。 1994年，中国气象局在青海省海拔3816米的瓦里关山上建成全球大气本底站。三十年来，驻站员利用高精度仪器获得了准确、连续、海量的CO2浓度观测数据，绘制了业界著名的“瓦里关曲线”(图甲)。该曲线反映了北半球中纬度地区本底站大气CO2浓度长期变化趋势，为国际社会在应对气候变化上形成共识作出了中国贡献。 为了捕集热电厂、炼钢厂等排放烟气中的CO2，化学工程师开发了捕集CO2技术(图乙)，所用的初始原料石灰石来源广泛、价格低廉，获得的高纯度CO2广泛应用于工业、农业、食品、医药、消防等领域。 (1)大气CO2浓度整体呈现　　　　的变化趋势。 (2)同年度夏季大气CO2浓度比冬季低的非人为原因是　　　　　　　　。 (3)在煅烧炉中，氧化钙再生的化学方程式为　　　　　　。 (4)该技术的优点有　　　　　　　　(写一条)。 【答案】 (1)上升 (2)夏季植物光合作用旺盛，吸收CO2多 (3) (4)原料石灰石价格低廉等 【解析】 （1）根据图甲可看出，从1995年到2020年左右，二氧化碳月平均浓度的数值随着年份的增加整体上是不断上升的，所以大气CO2浓度整体呈现上升的变化趋势； （2）植物的光合作用会吸收二氧化碳；夏季气温较高，光照充足，植物光合作用强度大，会大量吸收二氧化碳，而冬季气温低，光照相对不足，植物光合作用减弱，吸收二氧化碳的量减少，所以同年度夏季大气CO2浓度比冬季低的非人为原因是夏季植物光合作用旺盛，吸收CO2多； （3）由图乙知，在煅烧炉中，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，其化学方程式为； （4）从文本中“为了捕集热电厂、炼钢厂等排放烟气中的二氧化碳，化学工程师开发了捕集二氧化碳技术(图乙)，所用的初始原料石灰石来源广泛、价格低廉，获得的高纯度二氧化碳广泛应用于工业、农业、食品、医药、消防等领域”可知，该技术的优点可以是原料石灰石来源广泛（或价格低廉、获得的二氧化碳纯度高、应用领域广泛等 ），任选一条即可。 二氧化碳是一种宝贵的资源，如可以用二氧化碳和氨气（NH3）来合成尿素［CO（NH2）2］，有关反应的化学方程式是：CO2 + 2NH3CO（NH2）2 + H2O，若利用该反应生产 450 t 尿素，理论上可以固定多少吨二氧化碳？你认为该合成方法有哪些意义？ 【答案】 解：设理论上可以固定x吨二氧化碳。 CO2 + 2NH3CO（NH2）2 + H2O 44　　　　　　　     　  60 x　　　　　　　　         450t ，x=330t 理论上可以固定330t 二氧化碳。该合成方法既可以减少二氧化碳的排放，有利于 “双碳”目标的实现，又可以合成尿素用作氮肥，有利于粮食的增产 【题型4】一氧化碳、二氧化碳性质的比较 【典例】构建化学基本观念是学好化学的基础。下列对碳及其氧化物化学基本观念的认识错误的是（　　） A.元素观：一氧化碳、二氧化碳都由碳元素和氧元素组成 B.粒子观：保持金刚石化学性质的最小粒子是碳原子 C.转化观：一氧化碳与二氧化碳在一定条件下可相互转化 D.守恒观：12 g碳和18 g氧气反应，一定生成30 g二氧化碳 【答案】D 【解析】一氧化碳、二氧化碳都由碳元素和氧元素组成，故A正确；金刚石属于固态非金属单质，是由碳原子直接构成的，保持金刚石化学性质的最小粒子是碳原子，故B正确；CO和CO2在一定条件下可以相互转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，故C正确；碳和氧气反应的化学方程式为：C+O2CO2可知，碳、氧气、二氧化碳的质量比为3：8：11，故12 g碳和18 g氧气反应，碳有剩余，生成的二氧化碳的质量小于30 g，故D错误。 【举一反三1】有关碳和碳的氧化物的说法中，错误的是（　　） A.古代用墨书写的字画长久不变色，是因为常温下碳的化学性质不活泼 B.金刚石和石墨物理性质不同，是因为它们的碳原子排列方式不同 C.二氧化碳的排放是导致空气污染原因之一 D.CO2与CO在一定条件下可以相互转化 【答案】C 【解析】常温下碳的化学性质不活泼，不易与其他物质反应，所以古代书画家用墨书写或绘制的字画能长时间不变色，A正确；金刚石和石墨都是碳单质，但它们的物理性质差别很大，是因为他们的碳原子排列方式不同，B正确；二氧化碳是空气成分之一，所以二氧化碳的排放不会造成空气污染，C错误；二氧化碳和碳在高温下可生成一氧化碳，一氧化碳燃烧可生成二氧化碳，故二者在一定条件下可互相转化，D正确。 【举一反三2】以典型物质为核心，进行问题的设置与整合，使我们全面认识物质的有效途径。整合小组在学完碳的氧化物后对所学知识，完成了结构化的梳理与整合。根据实际解决问题： (1)一氧化碳和二氧化碳都是由　　　　 组成的。 (2)一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因是　　　　 。 (3)在一定条件下，一氧化碳和二氧化碳可以相互转化，请写出一个化学方程式　　　　 。 (4)若将二氧化碳通入澄清石灰水中，反应的化学方程式为　　　　。 (5)二氧化碳在生产和生活中具有广泛的用途，请举一例　　　　。 【答案】(1)碳元素、氧元素 (2)分子构成不同 (3)、 (4) (5)灭火(合理即可) 【解析】(1)一氧化碳的化学式为：CO，二氧化碳的化学式为：CO2，由化学式可知，一氧化碳和二氧化碳均是由碳元素和氧元素组成的； (2)由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，但是分子构成不同，故性质不同； (3)一氧化碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：； (5)二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大，可用于灭火。 【举一反三3】碳和碳的化合物是一个重要的大家族。 （1）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是它们的物理性质有较大差异，原因是__________。 （2）在日常生活中，为保护地球尽一份责任，我们要倡导“低碳”生活，这里的“碳”指的是______。 （3）一氧化碳和二氧化碳像孪生兄弟，这是因为________________。 （4）不能用于区别一氧化碳和二氧化碳的方法是____________（填字母）。 A．闻气味　　　　　　　　B．通入澄清石灰水 C．看颜色　　　　　　　　D．燃着的木条 E．通入紫色石蕊溶液 【答案】（1）碳原子排列方式不同 （2）二氧化碳 （3）组成元素相同 （4）AC 【解析】（1）从微观角度看，碳单质的物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同。 （2）低碳生活，这里低碳的“碳”是指二氧化碳，通常指减少二氧化碳的排放量。 （3）一氧化碳的化学式为CO，二氧化碳化学式为CO2，两气体都是由C、O两种元素组成。 （4）CO和CO2均没有气味，且CO有毒，不能用闻气味的方法鉴别；CO与氢氧化钙不反应，CO2与氢氧化钙反应产生白色沉淀，现象不同，通入澄清石灰水可以鉴别；CO和CO2都是无色气体，观察颜色的方法不能鉴别；CO具有可燃性，能燃烧，CO2不能，燃着的木条可以鉴别；分别通入紫色石蕊溶液中，CO2能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，CO不能，通入紫色石蕊溶液可以鉴别。 【题型5】碳三角及其转化关系 【典例】碳及其部分化合物的转化关系如图所示（图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质，X表示反应物）。下列说法中错误的是（　　） A.X可以是单质或氧化物 B.“CO→CO2”的反应类型一定是化合反应 C.“CO2→H2CO3”的反应可以用石蕊溶液检验 D.“CO2→CaCO3”的反应可以用于实验室检验二氧化碳 【答案】B 【解析】C可以与O2、CuO反应生成CO2，故X可以是单质或氧化物，故A正确；CO可以与O2反应生成CO2，该反应为化合反应，一氧化碳可以与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应不属于化合反应，故B错误；CO2与H2O反应生成H2CO3，可以使紫色石蕊溶液变为红色，故C正确；CO2可以与Ca（OH）2反应生成CaCO3沉淀，可用来检验二氧化碳，故D正确。 【举一反三1】如图是关于碳和碳的化合物之间相互转化的网络图。下列正确的是（　　） A.反应②一定属于化合反应 B.反应⑦可以用于检验二氧化碳 C.图中所示物质均为化合物 D.反应③～⑦中碳元素化合价都不变 【答案】B 【解析】反应②为碳和氧气点燃生成二氧化碳，属于化合反应，也可以为碳高温下还原氧化铜生成铜和二氧化碳，属于置换反应，即反应②不一定属于化合反应，故A错误；反应⑦二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应可用于检验二氧化碳，故B正确；图中所示物质C是由一种元素组成的纯净物，属于单质，CO、CO2、H2CO3、CaCO3是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，故C错误；反应③二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，碳单质中碳元素的化合价为0，二氧化碳中碳元素显+4价，一氧化碳中碳元素显+2价，反应前后碳元素化合价改变；反应④中一氧化碳点燃生成二氧化碳，碳元素由+2价变为+4价，反应前后碳元素化合价改变；反应⑤二氧化碳和水反应生成碳酸，反应⑥为碳酸分解生成二氧化碳和水，反应⑦为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应前后碳元素均为+4价，反应前后碳元素化合价不变，故D错误。 【举一反三2】A、B、C、D是初中化学常见的物质，这四种物质中均含有同一种元素。其中A为黑色固体单质，B、C为氧化物，D是大理石的主要成分。它们之间的部分转化关系如图所示（图中反应条件及部分反应物、生成物已省略）。 （1）物质A、B的化学式分别为_____________、___________________。 （2）写出由D→C转化的化学方程式： ________________________________________（写出一个）。 【答案】（1）C　　CO　　（2）CaCO3CaO+CO2↑ 【解析】（1）A、B、C、D是初中化学常见的物质，这四种物质中均含有同一种元素，A为黑色固体单质，B、C为氧化物，D是大理石的主要成分，所以D是碳酸钙，碳酸钙和C可以相互转化，所以C是二氧化碳，二氧化碳和B也可以相互转化，所以B是一氧化碳，A是碳，所以物质A、B的化学式分别为C、CO。 （2）由D→C转化可以是碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑。 【举一反三3】如图为一个正在燃烧的煤炉的示意图，请回答下列问题。 (1)煤炉中煤层上方的蓝色火焰是__________ (填物质名称)燃烧产生的，其反应的化学方程式为____________________。 (2)煤炉的进气口在煤炉的下方，在进气口，煤的燃烧一般都很充分，其反应的化学方程式为____________________。 (3)煤炉中一氧化碳有两个来源：①煤的不充分燃烧，反应的化学方程式为____________________；②______________________________ (写化学方程式)。 【答案】（1）一氧化碳　　2CO+O22CO2 （2）C+O2CO2 (3)①2C+O22CO　　②CO2+C2CO 【解析】煤的主要成分是碳，碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳，在氧气不充足时燃烧生成一氧化碳。在煤炉进气口，煤充分燃烧生成的二氧化碳在煤炉内由下往上升的过程中与灼热的碳反应生成一氧化碳。一氧化碳在煤层上方与氧气反应生成二氧化碳，产生蓝色火焰。 【举一反三4】碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示(“→”表示物质之间可以发生转化，“—”表示物质之间可以发生化学反应)。请回答下列问题： (1)写出一氧化碳的一种用途　　　　。 (2)的化学式为　　　　，写出转化成的化学方程式　　　　。 (3)与一氧化碳的组成元素相同，但是化学性质却不相同的原因是　　　　。 (4)写出图中一个涉及氧化反应的化学方程式　　　　 。 【答案】(1)作燃料等 (2)CO2　 (3)构成物质的分子种类不同 (4)(或) 【解析】(2)X能同时与碳酸和一氧化碳相互转化，则X是二氧化碳；化学式为：CO2，二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：； (3)二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同，构成物质的分子种类不同，化学性质不同。 学科网（北京）股份有限公司 $