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第7讲 自然界中的氧循环和碳循环
一、知识速览：
1.知道氧气、二氧化碳的产生和消耗途径。
2.能说出生物圏中碳一氧平衡的原因。
3.了解减缓温室效应的防治措施
知识点1、自然界中氧循环
人和动物的呼吸作用离不开氧气。空气中的氧气约占空气总体积的21%,如果氧气的含量减少，人和动物就会呼吸困难，甚至死亡。
1.自然界中氧气的消耗和产生途径
消耗氧气的途径:生物的呼吸作用、燃烧和微生物的氧化分解作用。产生氧气的途径:植物的光合作用。研究发现，绿色植物通过光合作用制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需求,其余氧气都以气体的形式释放到大气中。
2.自然界中的氧循环
大自然中氧气的含量会因为生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随着植物的光合作用而増加,周而复始地进行循环，这就是自然界中的氧循环。事实证明，空气中的氧气含量已经在很长时间内保持相对稳定。
根据自然界中氣的循环原理，白天在室内放置植物，利用植物的光合作用来増加室内氧气含量，晚上将植物移到室外，以避免植物与人争夺氧气，从而保持室内空气清新。塑料大棚内适当増加二氧化碳的浓度来提高农作物的产量。
生物圈的氧循环的过程是（ ）
A．人、动物、植物呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳
B．植物光合作用吸收二氧化碳放出氧气
C．人、动物、植物呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳；植物光合作用吸收二氧化碳放出氧气
D．人类活动对生物圈的氧循环的影响
知识点2、自然界中的碳循环
1.自然界中的碳循环
碳是构成生物的基本元素之一，在自然界中，碳以单质或化合物的形式存在。大气中碳的气态化合物主要是二氧化碳，自然界中的碳循环主要以二氧化碳的形式进行。大气中的二氧化碳通过植物的光合作用被消耗，又随动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及生物腐烂分解等过程，源源不断地重新释放出来，结果使大气中二氧化碳的含量始终保持大致不变的状态。
2.自然界中二氧化碳的产生和消耗途径
自然界中二氧化碳的产生途径主要有生物的呼吸作用、化石燃料的燃烧、微生物的分解作用。消耗二氧化碳的途径主要是植物的光合作用，另外二氧化碳还可溶解于水中或形成碳酸盐沉淀等。
3.碳循环的主要途径
4.氧循环与碳循环的联系
在自然界中,氧循环与碳循环有着密切的联系。通过光合作用和呼吸作用,大气中氧气和二氧化碳含量保持相对稳定，维持了整个生物圈中的碳一氧平衡。
二氧化碳虽然只占空气总体积的约0.03%，但对动植物的生命活动起着极为重要的作用．自然界中二氧化碳的循环如图所示，下列过程放在X处不合理的是（ ）
A．人和动物的呼吸 B．利用太阳能发电 C．煤和石油的燃烧 D．植物的呼吸作用
知识点3、温室效应
1.大气温室效应的含义
地球上有些气体，如二氧化碳、甲烷（化学式为CH4等能像玻璃、塑料薄膜一样，让太阳光辐射的能量穿过大气层被地面吸收，同时防止地面辐射的能量逸散到宇宙空间去，使气温升高，产生类似温室的保温效应。
2.温室效应加剧的原因
（1）矿物燃料（如煤、石油、天然气）的大量使用。
（2）乱砍滥伐造成森林面积的不断减少。
3.温室气体
CO2、H2O、O3、N2O、CH4、氯氟烃、全氟碳化物及六氟化硫等。从对全球升温的贡献百分比来说，所占比例最大的是CO2约为55%。
4.温室效应的防治措施
大气中二氧化碳含量过多是产生温室效应的主要原因，防治温室效应主要是控制二氧化碳的产生和増加二氧化碳的消耗。主要措施减少二氧化碳的排放（如开发新能源来代替化石燃料）、増加绿化面积等。
（2022秋 酒泉期末）如图是某中学生物兴趣小组设计的模拟生物圈“温室效应”的实验装置。请据图完成下列问题。
（1）A和B是一组对照实验，其中起对照作用的是 。
（2）图中生物瓶内有河水、水草、小鱼、泥沙等成分，因此生态瓶实质上就是一个 。作为模拟“温室效应”的一组对照实验，两个生态瓶中各种成分的量、大小等应尽量保持 。
（3）实验一段时间后，如果 ，则可证明“温室效应”会导致气温上升。
（4）为了减缓“温室效应”，人类应倡导 生活。
易错点1、误以为二氧化碳浓度越大，光合作用的强度越强
（2022春 西湖区校级月考）农业生产中为了获得高产，就要设法提高作物的光合作用强度。为此，某兴趣小组开展了“探究影响光合作用强度的环境因素”实验研究。
【实验原理】
植物光合作用的强度可以通过检测氧气的释放速率来测定；产生的氧气滞留在叶片，会使叶片在液体中上浮。
【实验器材】长势相似的绿萝叶片、不同浓度 NaHCO3溶液（可分解释放CO2）、注射器、打孔器、如图所示的实验台（不同高度放有三组烧杯）等。
【实验步骤】
①用打孔器在绿萝叶片上取大小相同的小圆叶片若干，用注射器排出叶片细胞间隙的气体，使叶片在蒸馏水中都能下沉；
②在每组的三个烧杯中分别加入体积相同、浓度不同的 NaHCO3溶液（不考虑溶液密度差异），然后用镊子将小圆叶片放入烧杯中，每个烧杯10片；
③点亮LED灯带，记录每个烧杯中8个叶片上浮到水面所需的时间。时间越长，表示光合作用强度 。
根据上述实验步骤可知，本实验中设置的自变量有二氧化碳浓度和 。
【实验结果】叶片上浮的平均时间记录如表。 （单位：秒）
组别 NaHCO3相对浓度
50 100 150
低光强组 968 801 720
中光强组 883 632 498
高光强组 767 476 355
【实验结论】在其他条件相同时，光照越强、二氧化碳浓度越大，光合作用越强。
【评价反思】
①本实验的重要改进是用LED冷光源代替传统的白炽灯，这一改进对该探究的主要意义是 。
②实验中每个烧杯放10个小圆叶片，而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间，这样做的目的是 。
易错点2、二氧化碳的来源
自然界中的一个简单的碳循环示意过程如图，分析正确的是（ ）
A．空气中的二氧化碳是通过植物的茎从空气中吸收的
B．碳元素主要以有机物（食物）形式从植物流向动物体内
C．植物不会将二氧化碳排放到空气中
D．动物的排放是大气中二氧化碳的唯一来源
1. 氧循环和碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分，二者密不可分。下列过程不能体现氧气和二氧化碳可以相互转化的是（）
A. 绿色植物的光合作用 B. 海水吸收二氧化碳
C. 动植物的呼吸作用 D. 化石燃料的燃烧
2. 由下图可知,大气中的浓度大约从1800年起急剧增加,下列解释合理的是（ ）
大量火山的喷发 B. 气候的自然波动
C.浮游生物的光合作用 D. 人类大量使用燃料
3. （2020秋 沭阳县校级月考）如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家一直在探究的课题，最近中国科学技术大学的专家找到一种新型催化剂，可将二氧化碳转化为液体燃料甲酸（CH2O2），下列说法中，不正确的是（ ）
A．地球上二氧化碳含量上升的主要原因是植物的呼吸作用
B．二氧化碳能阻挡地面辐射，对地球有保温作用
C．控制二氧化碳的排放是防止温室效应的根本对策
D．二氧化碳转化为甲酸的而过程属于化学变化
4. 汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（ ）
A. 都通过剧烈的氧化反应释放出能量 B. 都将化学能转化为其他形式的能
C. 都参与自然界的碳循环和氧循环 D. 都遵循能量的转化和守恒定律
5. （2022 辽宁一模）2021年3月全国两会期间，政府工作报告中提到的“碳达峰”、“碳中和”成为热词。“碳中和”指的是在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，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或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。如图是自然界中碳、氧循环简图（X为H2CO3，Y为C6H12O6）。下列说法不正确的是（ ）
A．图一中的转化1是酸雨形成的主要原因
B．图二中可实现有机物与无机物的相互转化
C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
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
6. 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
7. 下列叙述中正确的是（）
A. 空气中只有氧气和氮气两种气体
B. 空气中约有21%的氧气，是指100g空气中含有21g氧气
C. 由于人口的增长，空气中的氧气会越来越少，二氧化碳会越来越多
D. 空气是一种十分重要的自然资源
8. 2019年，金华市继续吹响创建全国文明城市集结号，在热火朝天的文明城市创建工作中，金华市社会组织结合优势、发挥专长，以多种形式开展文明创建活动，低碳出行成为我市文明城市创建的一道亮丽风景，低碳经济是一种以低能耗和高效能等为主要特征，以较少的温室气体排放获得较大产出的新经济发展模式。请回答下列问题：
（1）下列做法中不符合“低碳经济”理念的是 （填字母编号）。
A．改造或淘汰高能耗，高污染产业
B．大力发展火力发电
C．研制和开发新能源替代传统能源
D．优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电
（2）为寻找处理CO2、减少其排放的方法，某化学兴趣小组的同学设计了将CO2转化的实验（实验流程如图）。则在实验流程中CO2转化的最终产物为 （填化学式）
9. 如图所示为“温室效应”的示意图，据此回答下列问题：
（1）正常情况下，地球吸收的太阳光热与散失的热量是平衡的，而产生温室效应时是由于 而破坏了这种平衡。
（2）地球吸收的太阳光热包括可见光、红外线、紫外线等全光谱，而地球散失的热量则以 的形式为主。
（3）当温室效应加剧时，在一定程度上导致全球性的气候变暖，平均气温升高，从而引发的恶果有 。
10. 自然界除了水循环和氧循环之外，还有一种重要的物质循环--碳循环。以下是有关碳循环的图解，图中CO2代表二氧化碳，H2O代表水。据图回答下列问题：
(1)图中①②分别代表两种重要的生理作用：①代表的是_____作用②代表的是______作用；
(2)图中③④分别代表哪类生物？③代表的是____________；④代表的是___________；
(3)图中哪类生物不需要从外界获取有机物就能生存？__________________。
11. 绿色植物叶片的表皮上分布有气孔(如图) 。气孔是植物蒸腾作用的“门户”, 也是气体交换的“窗口”。它是由一对保卫细胞围成的空腔。奇妙的是保卫细胞的形状和大小是能够调节的,气孔既能张开又能闭合。请回答下列问题:
(1)干旱环境中,大多数绿色植物的气孔是缩小或闭合的。这有利于 。
此状态下,绿色植物的光合作用强度会 ,原因是 。
(2)小明推测:绿色植物的气孔的状态可能和保卫细胞的吸水与失水有关,设计了如下实验:
①撕取菠菜叶下表皮,将其在清洁载玻片上的一滴清水中展平, 盖上盖玻片制成临时装片,立即放在显微镜下观察气孔的状态。
②接着,从盖玻片的一侧滴入一定浓度的蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。重复几次后, 再在显微镜下观察气孔的状态。
请根据已有知识预测实验结果:中观察到气孔的状态是 的;中观察到气孔的状态是 的。
光照等条件适宜时,大多数植物叶片上的气孔是张开的,植物细胞通过气孔吸收大气中的 合成有机物的同时释放 。因此,为了缓解温室效应,应该 。
12. 煤、石油等能源的大量消耗，以及森林的大幅度减少，使得大气中的二氧化碳不断增加，大气对地面的保温作用增强，即“温室效应”。某同学设计实验验证二氧化碳的“温室效应”。
（1）该实验需将右图装置置于 （选填“阳光下”或“黑暗中”）。
（2）A和B中的气体为（ ）
①二氧化碳和二氧化碳 ②二氧化碳和空气 ③空气和二氧化碳 ④空气和空气
（3）根据（3）中的实验设计，预计出现的现象是 。
如图所示是自然界中常见的两个变化过程．请据图并结合你学过的知识，回答下列问题：
（1）从物质组成的角度看，葡萄糖和纤维素均属于______（填“无机物”或“有机物”）．
（2）图中方框所示变化过程为______，从物质转化的角度看，该变化过程属于______ （填“物理”或“化学”）变化．
（3）从能量转化的角度看，上述过程中能量转化的方式是 ______
（4）在图中两个过程中实现了自然界中的重要循环，参与循环的元素有 ______．
14. 图一和图二是自然界中碳、氧循环的简图，请根据要求回答下列问题．
（1）写出图一中转化2的化学反应方程式______．
（2）在图二中，转化1是自然界中碳、氧循环的重要反应之一──植物的光合作用，反应式可以表示为：6CO2+6H2OY+6O2据此可推测Y的化学式为______．
（3）上述两个转化1的反应中，反应物相同但得到的产物却完全不同，由此可以说明______．
（4）在图三中，若M、N各代表一种纯净物，W是一种常见液体，分别写出转化1和转化2的化学方程式：______、______．
15.2017年5月,中国海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。可燃冰储量丰富,热值高,燃烧后不产生任何残渣,被称作“未来的能源”。
(1) 可燃冰通常出现在深海海底以下数百至一千多米的沉积层内,据推测可能是地层断裂导致气体逸出,上升的气流与海洋深处的冷水接触而形成。基于以上信息可知,影响可燃冰形成的因素可能是气源、压强和 。
(2)可燃冰开采不当,会对地球环境带来严重破坏,如大规模的海底滑坡、大量甲烷逃逸到大气中等。甲烷气体进入大气会带来严重的 ,造成全球气温上升。
(3)现在普遍认为可燃冰主要成分的化学式是O,请列式计算可燃冰中碳元素的质量分数。
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第7讲 自然界中的氧循环和碳循环
一、知识速览：
1.知道氧气、二氧化碳的产生和消耗途径。
2.能说出生物圏中碳一氧平衡的原因。
3.了解减缓温室效应的防治措施
知识点1、自然界中氧循环
人和动物的呼吸作用离不开氧气。空气中的氧气约占空气总体积的21%,如果氧气的含量减少，人和动物就会呼吸困难，甚至死亡。
1.自然界中氧气的消耗和产生途径
消耗氧气的途径:生物的呼吸作用、燃烧和微生物的氧化分解作用。产生氧气的途径:植物的光合作用。研究发现，绿色植物通过光合作用制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需求,其余氧气都以气体的形式释放到大气中。
2.自然界中的氧循环
大自然中氧气的含量会因为生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随着植物的光合作用而増加,周而复始地进行循环，这就是自然界中的氧循环。事实证明，空气中的氧气含量已经在很长时间内保持相对稳定。
根据自然界中氣的循环原理，白天在室内放置植物，利用植物的光合作用来増加室内氧气含量，晚上将植物移到室外，以避免植物与人争夺氧气，从而保持室内空气清新。塑料大棚内适当増加二氧化碳的浓度来提高农作物的产量。
生物圈的氧循环的过程是（ ）
A．人、动物、植物呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳
B．植物光合作用吸收二氧化碳放出氧气
C．人、动物、植物呼吸作用吸收氧气放出二氧化碳；植物光合作用吸收二氧化碳放出氧气
D．人类活动对生物圈的氧循环的影响
【思路点拨】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，叫做光合作用，绿色植物通过光合作用释放氧气，不断消耗大气中的二氧化碳，维持了生物圈中碳-氧的相对平衡．
【尝试解答】解：绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，释放出氧气，动植物和人通过呼吸作用吸收氧气，释放出二氧化碳，这样，就形成了生物圈中的氧循环。如图所示：
故选：C。
【答案】C
知识点2、自然界中的碳循环
1.自然界中的碳循环
碳是构成生物的基本元素之一，在自然界中，碳以单质或化合物的形式存在。大气中碳的气态化合物主要是二氧化碳，自然界中的碳循环主要以二氧化碳的形式进行。大气中的二氧化碳通过植物的光合作用被消耗，又随动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及生物腐烂分解等过程，源源不断地重新释放出来，结果使大气中二氧化碳的含量始终保持大致不变的状态。
2.自然界中二氧化碳的产生和消耗途径
自然界中二氧化碳的产生途径主要有生物的呼吸作用、化石燃料的燃烧、微生物的分解作用。消耗二氧化碳的途径主要是植物的光合作用，另外二氧化碳还可溶解于水中或形成碳酸盐沉淀等。
3.碳循环的主要途径
4.氧循环与碳循环的联系
在自然界中,氧循环与碳循环有着密切的联系。通过光合作用和呼吸作用,大气中氧气和二氧化碳含量保持相对稳定，维持了整个生物圈中的碳一氧平衡。
二氧化碳虽然只占空气总体积的约0.03%，但对动植物的生命活动起着极为重要的作用．自然界中二氧化碳的循环如图所示，下列过程放在X处不合理的是（ ）
A．人和动物的呼吸 B．利用太阳能发电 C．煤和石油的燃烧 D．植物的呼吸作用
【思路点拨】二氧化碳在空气中的含量基本不变，是因为人和动植物的呼吸作用能产生二氧化碳，化石燃料的大量使用也能产生二氧化碳，但是植物的光合作用却能消耗二氧化碳，所以二氧化碳在大气中的含量基本不变．
【尝试解答】：从图示中可以看出是产生二氧化碳，我们都知道人和动植物的呼吸能产生二氧化碳，化石燃料的大量使用也能产生二氧化碳，而发展利用太阳能不能产生二氧化碳，而是生成水。
故选：B。
【答案】B
知识点3、温室效应
1.大气温室效应的含义
地球上有些气体，如二氧化碳、甲烷（化学式为CH4等能像玻璃、塑料薄膜一样，让太阳光辐射的能量穿过大气层被地面吸收，同时防止地面辐射的能量逸散到宇宙空间去，使气温升高，产生类似温室的保温效应。
2.温室效应加剧的原因
（1）矿物燃料（如煤、石油、天然气）的大量使用。
（2）乱砍滥伐造成森林面积的不断减少。
3.温室气体
CO2、H2O、O3、N2O、CH4、氯氟烃、全氟碳化物及六氟化硫等。从对全球升温的贡献百分比来说，所占比例最大的是CO2约为55%。
4.温室效应的防治措施
大气中二氧化碳含量过多是产生温室效应的主要原因，防治温室效应主要是控制二氧化碳的产生和増加二氧化碳的消耗。主要措施减少二氧化碳的排放（如开发新能源来代替化石燃料）、増加绿化面积等。
（2022秋 酒泉期末）如图是某中学生物兴趣小组设计的模拟生物圈“温室效应”的实验装置。请据图完成下列问题。
（1）A和B是一组对照实验，其中起对照作用的是 。
（2）图中生物瓶内有河水、水草、小鱼、泥沙等成分，因此生态瓶实质上就是一个 。作为模拟“温室效应”的一组对照实验，两个生态瓶中各种成分的量、大小等应尽量保持 。
（3）实验一段时间后，如果 ，则可证明“温室效应”会导致气温上升。
（4）为了减缓“温室效应”，人类应倡导 生活。
【思路点拨】此题探究的是二氧化碳的增多对温度的影响，进而证明导致温室效应的原因是大气中二氧化碳不断增加。
【尝试解答】：（1）通过分析比较A、B两装置，发现唯一不同就是二氧化碳的浓度不一样，所以两实验装置为对照实验组，唯一变量为二氧化碳浓度。本实验探究的是高二氧化碳浓度对温度的影响，所以实验组为B组，起对照作用的是A组。
（2）生态系统是指在一定的地域内，生物与环境所形成的统一的整体。生态系统包括非生部分和生物部分。装置中既有非生物部分：河水、泥沙、光等，又有生物部分：水草、小鱼、微生物等，符合生态系统的概念。作为模拟“温室效应”的一组对照实验，要保证变量了的唯一性，尽量减少其他因素对实验结果的干扰，所以除了二氧化碳的浓度不同外，两个生态瓶中各种成分的量、大小等应尽量保持相同，这样得出的结论也令人信服。
（3）实验一段时间后，如果B内的温度比A内高，说明含有高浓度二氧化碳的气体，能够导致气温的升高，则可证明“温室效应”会导致气温上升。
（4）为了减缓“温室效应”，人类应倡导低碳生活。作为一个中学生，应当从自身做起。一、做“节能减排”的宣传者。二、做“节能减排的实践者”：①购买简单包装的商品，用布袋代替塑料袋②减少喝瓶装水和饮料 ③随手关灯，使用节能电器 ④重复使用纸张，双面打印⑤外出时步行或乘坐公共交通工具 ⑥亲近大自然，参加植树造林活动。
【答案】（1）A。（2）生态系统；一致（相同）。（3）如果B内的温度比A内的高。（4）低碳。
易错点1、误以为二氧化碳浓度越大，光合作用的强度越强
（2022春 西湖区校级月考）农业生产中为了获得高产，就要设法提高作物的光合作用强度。为此，某兴趣小组开展了“探究影响光合作用强度的环境因素”实验研究。
【实验原理】
植物光合作用的强度可以通过检测氧气的释放速率来测定；产生的氧气滞留在叶片，会使叶片在液体中上浮。
【实验器材】长势相似的绿萝叶片、不同浓度 NaHCO3溶液（可分解释放CO2）、注射器、打孔器、如图所示的实验台（不同高度放有三组烧杯）等。
【实验步骤】
①用打孔器在绿萝叶片上取大小相同的小圆叶片若干，用注射器排出叶片细胞间隙的气体，使叶片在蒸馏水中都能下沉；
②在每组的三个烧杯中分别加入体积相同、浓度不同的 NaHCO3溶液（不考虑溶液密度差异），然后用镊子将小圆叶片放入烧杯中，每个烧杯10片；
③点亮LED灯带，记录每个烧杯中8个叶片上浮到水面所需的时间。时间越长，表示光合作用强度 。
根据上述实验步骤可知，本实验中设置的自变量有二氧化碳浓度和 。
【实验结果】叶片上浮的平均时间记录如表。 （单位：秒）
组别 NaHCO3相对浓度
50 100 150
低光强组 968 801 720
中光强组 883 632 498
高光强组 767 476 355
【实验结论】在其他条件相同时，光照越强、二氧化碳浓度越大，光合作用越强。
【评价反思】
①本实验的重要改进是用LED冷光源代替传统的白炽灯，这一改进对该探究的主要意义是 。
②实验中每个烧杯放10个小圆叶片，而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间，这样做的目的是 。
【解答】解：【实验步骤】③植物光合作用的强度可以通过检测氧气的释放速率来测定；产生的氧气滞留在叶片，会使叶片在液体中上浮。点亮LED灯带，记录每个烧杯中8个叶片上浮到水面所需的时间。时间越长，表示光合作用强度越弱。观察实验装置可知，该生物兴趣小组是以二氧化和光照强度为变量设置的实验来验证光合作用的强弱。
【评价反思】①本实验的重要改进是用LED冷光源代替传统的白炽灯，这一改进对该探究的主要意义是减小白炽灯发热造成不同的温度条件。
②实验中每个烧杯放10个小圆叶片，而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间，这样做的目的是排除偶然性，使实验结果更可靠。
故答案为：【实验步骤】越弱；光照强度
【评价反思】①减小白炽灯发热造成不同的温度条件；②排除偶然性，使实验结果更可靠
易错点2、二氧化碳的来源
自然界中的一个简单的碳循环示意过程如图，分析正确的是（ ）
A．空气中的二氧化碳是通过植物的茎从空气中吸收的
B．碳元素主要以有机物（食物）形式从植物流向动物体内
C．植物不会将二氧化碳排放到空气中
D．动物的排放是大气中二氧化碳的唯一来源
【解答】解：A、空气中的二氧化碳通过植物的光合作用形成有机物被固定在植物中，叶是进行光合作用的主要器官，A错误；
B、碳元素主要以有机物（食物）形式通过捕食关系从植物流向动物体内，B正确；
C、植物进行呼吸作用产生二氧化碳，将二氧化碳排放到空气中，C错误；
D、生物的呼吸作用以及煤、石油的燃烧都能产生二氧化碳，D错误。
故选：B。
【答案】B
1. 氧循环和碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分，二者密不可分。下列过程不能体现氧气和二氧化碳可以相互转化的是（）
A. 绿色植物的光合作用 B. 海水吸收二氧化碳
C. 动植物的呼吸作用 D. 化石燃料的燃烧
【答案】B
【解析】解：A、绿色植物的光合作用是将二氧化碳转化为氧气，故本选项不符合题意。
B、海水吸收二氧化碳，是二氧化碳和水反应生成碳酸，该过程不能体现氧气和二氧化碳可以相互转化，故本选项符合题意。
C、动植物的呼吸作用是将氧气转化为二氧化碳气体，故本选项不符合题意。
D、化石燃料的燃烧是将氧气转化为二氧化碳气体，故本选项不符合题意。
故选：B。
根据自然界中碳、氧循环的化学原理进行分析解答。
本题主要考查了自然界中的碳、氧循环。解答这类题目时，首先，要理解和熟记自然界中碳循环的原理和全部的过程等，以及其中涉及到的“生物的呼吸作用”、“岩石圈中的碳酸盐分解或酸化”、“物质的燃烧”、“食物、钢铁等的缓慢氧化”、“植物的光合作用”、“二氧化碳和氧气的用途”等方面的知识。
2. 由下图可知,大气中的浓度大约从1800年起急剧增加,下列解释合理的是（ ）
A. 大量火山的喷发 B. 气候的自然波动
C. 浮游生物的光合作用 D. 人类大量使用燃料
【答案】D
【解析】18世纪至19世纪，第一次工业革命席卷全球，人类开始大量使用化石燃料。故选D。
3. （2020秋 沭阳县校级月考）如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家一直在探究的课题，最近中国科学技术大学的专家找到一种新型催化剂，可将二氧化碳转化为液体燃料甲酸（CH2O2），下列说法中，不正确的是（ ）
A．地球上二氧化碳含量上升的主要原因是植物的呼吸作用
B．二氧化碳能阻挡地面辐射，对地球有保温作用
C．控制二氧化碳的排放是防止温室效应的根本对策
D．二氧化碳转化为甲酸的而过程属于化学变化
【答案】A
【解答】解：A、大量燃烧化石燃料，可产生大量的二氧化碳，是大气中二氧化碳含量增加的主要原因，绿色植物的呼吸作用不会造成二氧化碳的含量不断上升，故说法错误。
B、二氧化碳是光合作用的原料，也是调节温度的重要气体，对地面起着保温作用，故说法正确。
C、造成温室效应的气体主要是二氧化碳，控制二氧化碳的排放可以减缓温室效应，故说法正确。
D、二氧化碳转化为甲酸的过程中有新物质甲酸生成，属于化学变化，故说法正确。
故选：A。
4. 汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（）
A. 都通过剧烈的氧化反应释放出能量 B. 都将化学能转化为其他形式的能
C. 都参与自然界的碳循环和氧循环 D. 都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】A
【解析】A、汽油燃烧生成二氧化碳和水，是燃烧，属于剧烈的氧化反应，人的呼吸作用是缓慢氧化，符合题意；
B、燃烧和呼吸作用都可将化学能转化为热能等其他形式的能，不符合题意；
C、含碳燃烧可将氧气转化为二氧化碳，因此这两个过程都参与自然界的碳循环和氧循环，不符合题意；
D、这两个反应均有新物质生成，均属于化学变化，化学变化都遵循能量的转化和守恒定律，不符合题意。
故选A。
5. （2022 辽宁一模）2021年3月全国两会期间，政府工作报告中提到的“碳达峰”、“碳中和”成为热词。“碳中和”指的是在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，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或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。如图是自然界中碳、氧循环简图（X为H2CO3，Y为C6H12O6）。下列说法不正确的是（ ）
A．图一中的转化1是酸雨形成的主要原因
B．图二中可实现有机物与无机物的相互转化
C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
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
【答案】A
【解答】解：A、图一中转化1水与二氧化碳发生反应的化学反应方程式为 CO2+H2O=H2CO3；不是酸雨形成的主要原因，酸雨是二氧化硫溶于水造成的，故错误；
B、图二中是自然界中碳、氧循环的重要反应，6CO2+6H2OC6H12O6+6O2，可实现有机物与无机物的相互转化，故正确；
C、绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能，故正确；
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稳定，故正确。
故选：A。
6. 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
【解答】解：A．碳循环和氧循环过程中都有新物质生成，均发生了化学反应，选项说法正确；
B．氧气通过燃烧、呼吸作用参与碳循环，选项说法错误；
C．化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，树木可以通过光合作用吸收二氧化碳，所以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，选项说法正确；
D．由图示可知，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，选项说法正确。
故选：B。
7. 下列叙述中正确的是（）
A. 空气中只有氧气和氮气两种气体
B. 空气中约有21%的氧气，是指100g空气中含有21g氧气
C. 由于人口的增长，空气中的氧气会越来越少，二氧化碳会越来越多
D. 空气是一种十分重要的自然资源
【答案】D
【解析】A.空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等，故A错误；
B.空气中约有21%的氧气是指体积分数，不是质量分数，故B错误；
C.呼吸和含碳物质的燃烧会生成二氧化碳，而植物的光合作用将二氧化碳转化为氧气，在自然界中进行着氧气、二氧化碳的循环，不会由于人口的增长而造成氧气会越来越少、二氧化碳会越来越多的情况，故C错误；
D.空气中各气体都有重要重要，空气是一种十分重要的自然资源，故D正确。
故选D。
8. 2019年，金华市继续吹响创建全国文明城市集结号，在热火朝天的文明城市创建工作中，金华市社会组织结合优势、发挥专长，以多种形式开展文明创建活动，低碳出行成为我市文明城市创建的一道亮丽风景，低碳经济是一种以低能耗和高效能等为主要特征，以较少的温室气体排放获得较大产出的新经济发展模式。请回答下列问题：
（1）下列做法中不符合“低碳经济”理念的是 （填字母编号）。
A．改造或淘汰高能耗，高污染产业
B．大力发展火力发电
C．研制和开发新能源替代传统能源
D．优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电
（2）为寻找处理CO2、减少其排放的方法，某化学兴趣小组的同学设计了将CO2转化的实验（实验流程如图）。则在实验流程中CO2转化的最终产物为 （填化学式）
【答案】（1）B （2）C和O2
【解析】（1）A.改造或淘汰高能耗、高污染产业符合“低碳经济”的理念，故A不符合题意；
B.大力发展火力（用煤作燃料）发电能生成大量的污染环境的物质，不符合“低碳经济”的理念，故B符合题意；
C.研制和开发新能源替代传统能源，符合“低碳经济”的理念，故C不符合题意；
D.优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电符合“低碳经济”的理念，故D不符合题意。
故选B。
（2）由“将CO2转化的实验流程”可知，实验流程中CO2转化的最终产物为C和O2。
故答案为：（1）B；（2）C和O2。
9. 如图所示为“温室效应”的示意图，据此回答下列问题：
（1）正常情况下，地球吸收的太阳光热与散失的热量是平衡的，而产生温室效应时是由于 而破坏了这种平衡。
（2）地球吸收的太阳光热包括可见光、红外线、紫外线等全光谱，而地球散失的热量则以 的形式为主。
（3）当温室效应加剧时，在一定程度上导致全球性的气候变暖，平均气温升高，从而引发的恶果有 。
【答案】地球散失的热量减少 红外线 气候异常，冰川融化，导致海平面升高等
10. 自然界除了水循环和氧循环之外，还有一种重要的物质循环--碳循环。以下是有关碳循环的图解，图中CO2代表二氧化碳，H2O代表水。据图回答下列问题：
(1)图中①②分别代表两种重要的生理作用：①代表的是_____作用②代表的是______作用；
(2)图中③④分别代表哪类生物？③代表的是____________；④代表的是___________；
(3)图中哪类生物不需要从外界获取有机物就能生存？__________________。
【答案】（1）光合；呼吸 （2）动物；微生物（3）绿色植物
【解析】（1）植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程，如图①就是光合作用的过程；细胞内的有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放出能量的过程，叫做呼吸作用，如图②；
（2）③表示的是动物，作为消费者直接或间接以植物为食；④是细菌、真菌等微生物，把动植物遗体分解成二氧化碳、水和无机盐；
（3）生态系统中绿色植物生产者，能通过光合作用制造有机物，营养方式是自养，不需要从外界获取有机物就能生存。
故答案为：（1）光合；呼吸；（2）动物；微生物；（3）绿色植物。
11. 绿色植物叶片的表皮上分布有气孔(如图) 。气孔是植物蒸腾作用的“门户”, 也是气体交换的“窗口”。它是由一对保卫细胞围成的空腔。奇妙的是保卫细胞的形状和大小是能够调节的,气孔既能张开又能闭合。请回答下列问题:
(1)干旱环境中,大多数绿色植物的气孔是缩小或闭合的。这有利于 。
此状态下,绿色植物的光合作用强度会 ,原因是 。
(2)小明推测:绿色植物的气孔的状态可能和保卫细胞的吸水与失水有关,设计了如下实验:
①撕取菠菜叶下表皮,将其在清洁载玻片上的一滴清水中展平, 盖上盖玻片制成临时装片,立即放在显微镜下观察气孔的状态。
②接着,从盖玻片的一侧滴入一定浓度的蔗糖溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。重复几次后, 再在显微镜下观察气孔的状态。
请根据已有知识预测实验结果:中观察到气孔的状态是 的;中观察到气孔的状态是 的。
光照等条件适宜时,大多数植物叶片上的气孔是张开的,植物细胞通过气孔吸收大气中的 合成有机物的同时释放 。因此,为了缓解温室效应,应该 。
【答案】(1)降低蒸腾作用,减少水分的散失 减弱 气孔缩小或闭合, 二氧化碳供应减少, 导致光合作用强度减弱 (2)张开 闭合 (3)二氧化碳 氧气 植树造林(多植树、种草)
12. 煤、石油等能源的大量消耗，以及森林的大幅度减少，使得大气中的二氧化碳不断增加，大气对地面的保温作用增强，即“温室效应”。某同学设计实验验证二氧化碳的“温室效应”。
（1）该实验需将右图装置置于 （选填“阳光下”或“黑暗中”）。
（2）A和B中的气体为（ ）
①二氧化碳和二氧化碳 ②二氧化碳和空气 ③空气和二氧化碳 ④空气和空气
（3）根据（3）中的实验设计，预计出现的现象是 。
【答案】（1）阳光下（2）②或者③（3）红墨水向装有空气的一端移动
【解析】（1）要验证温室效应，需要将此装置放置与阳光下；
（2）要验证二氧化碳的“温室效应”，就需要一端是空气，另一端是二氧化碳；
（3）阳光照射下，二氧化碳一端升高的温度大于空气一端，所以红墨水向装有空气的一端移动。
故答案为：（1）阳光下；（2）②或者③；（3）红墨水向装有空气的一端移动。
13. 如图所示是自然界中常见的两个变化过程．请据图并结合你学过的知识，回答下列问题：
（1）从物质组成的角度看，葡萄糖和纤维素均属于______（填“无机物”或“有机物”）．
（2）图中方框所示变化过程为______，从物质转化的角度看，该变化过程属于______ （填“物理”或“化学”）变化．
（3）从能量转化的角度看，上述过程中能量转化的方式是 ______
（4）在图中两个过程中实现了自然界中的重要循环，参与循环的元素有 ______．
【答案】有机物；光合作用；化学；光能转化为化学能；C、H、O
【解析】：
（1）葡萄糖和纤维素是含碳元素的化合物，属于有机物；故填：有机物；
（2）光合作用是二氧化碳和水在光照的作用下，在叶绿体中合成葡萄糖，并释放出氧气；图中方框所示变化过程为光合作用，光合作用及葡萄糖转化为纤维素都是有新物质生成，属于化学变化；
（3）植物进行光合作用时，消耗光能，产生化学能，故是将光能转化为化学能；
（4）在图中光合作用与燃烧反应过程中参与循环的元素有碳、氢和氧元素，故填：C、H、O．
答案： （1）有机物； （2）光合作用；化学； （3）光能转化为化学能；
（4）C、H、O． （1）含碳元素的化合物叫有机化合物，一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐除外；
（2）根据物质变化的过程来分析判断并书写化学方程式；
（3）断出每个过程中消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能是解决该题的关键；
（4）根据图示进行分析解答．
14. 图一和图二是自然界中碳、氧循环的简图，请根据要求回答下列问题．
（1）写出图一中转化2的化学反应方程式______．
（2）在图二中，转化1是自然界中碳、氧循环的重要反应之一──植物的光合作用，反应式可以表示为：6CO2+6H2OY+6O2据此可推测Y的化学式为______．
（3）上述两个转化1的反应中，反应物相同但得到的产物却完全不同，由此可以说明______．
（4）在图三中，若M、N各代表一种纯净物，W是一种常见液体，分别写出转化1和转化2的化学方程式：______、______．
【答案】（1）H2CO3=CO2↑+H2O；（2）C6H12O6；（3）相同的反应物，若条件不同，产物可能不同；（4）2H2+O22H2O；2H2O 2H2↑+O2↑
【解析】解：（1）碳酸不稳定，易分解为水和二氧化碳，发生反应的化学反应方程式为：H2CO3=CO2↑+H2O；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前：C、H、O的原子个数为：6、12、18；反应后：C、H、O的原子个数为：0、0、12；据此可推测Y的化学式为C6H12O6；
（3）上述反应中两个反应的反应物相同，但得到的产物却完全不同，原因是反应条件不同；
（4）据图示可知：若M、N各代表一种纯净物，W是一种常见的液体，那么M、N可以是氢气和氧气反应生成水，水通电分解生成氢气和氧气，则转化1为：氢气在氧气中燃烧，化学方程式为：2H2+O22H2O，转化2为：水通电分解生成氢气和氧气为：2H2O2H2↑+O2↑．
故答案为：（1）H2CO3=CO2↑+H2O；（2）C6H12O6；（3）相同的反应物，若条件不同，产物可能不同；（4）2H2+O22H2O，2H2O2H2↑+O2↑．
15.2017年5月,中国海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。可燃冰储量丰富,热值高,燃烧后不产生任何残渣,被称作“未来的能源”。
(1) 可燃冰通常出现在深海海底以下数百至一千多米的沉积层内,据推测可能是地层断裂导致气体逸出,上升的气流与海洋深处的冷水接触而形成。基于以上信息可知,影响可燃冰形成的因素可能是气源、压强和 。
(2)可燃冰开采不当,会对地球环境带来严重破坏,如大规模的海底滑坡、大量甲烷逃逸到大气中等。甲烷气体进入大气会带来严重的 ,造成全球气温上升。
(3)现在普遍认为可燃冰主要成分的化学式是O,请列式计算可燃冰中碳元素的质量分数。
【答案】(1)温度(2)温室效应(3)可燃冰中碳元素的质量分数为100%=7.5%
答:可燃冰中碳元素的质量分数为7.5%。
【解析】(1)影响可燃冰形成的因素除气源和压强外,还有温度。
(2) 甲烷是温室气体, 大量进入大气会加剧温室效应。
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