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第7节 自然界中的氧循环和碳循环
考点一、自然界中的氧循环
氧循环是指大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，这样周而复始地进行循环，使大气中氧气的含量保持相对恒定的过程。
典例1：辩论：空气中的氧气会耗尽吗？正方的观点是“空气中的氧气会减少直至耗尽”。下列论点不应成为正方论据的是( )
A．汽车越来越多，消耗的氧气越来越多
B．有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%
C．太阳能、风能、核能等能源的开发利用将耗去空气中大量的氧气
D．随地球人口的增多，呼吸、燃料燃烧等耗氧也越来越多
【答案】C
【解析】氧气的用途是供给呼吸和支持燃烧，与这些方面有关的就会消耗氧气。
【解答】A.汽车燃烧会消耗氧气，汽车越来越多，消耗的氧气就越来越多，故A说法正确；
B.现在空气中氧气含量变少，说明氧气消耗比过去增多，所以C说法正确；
C.太阳能、风能、核能的利用不会消耗氧气，所以B说法不正确；
D.人的呼吸、燃料燃烧等都消耗氧气，所以D说法正确．
变式1：下列关于自然界中氧循环的叙述正确的是( )
A．植物→呼吸作用→氧气→光合作用→氧气
B．植物→光合作用→氧气→呼吸作用→二氧化碳
C．植物→呼吸作用→氧气→光合作用→二氧化碳；
D．植物→光合作用→二氧化碳→呼吸作用→氧气
【答案】B
【解析】生物的呼吸作用、各种燃烧现象及微生物的氧化分解作用都要消耗氧气；绿色植物通过光合作用产生氧气，释放到大气中。研究发现，绿色植物在光合作用中制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需要，其余的氧气都以气体形式释放到大气中。上述事实告诉我们，自然界存在一种重要的物质循环——氧循环：大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环。
【解答】A植物呼吸作用会产生二氧化碳而不是氧气，不符合题意；
B植物光合作用产生氧气，氧气被呼吸作用利用产生二氧化碳，符合题意；
C植物的呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳被光合作用吸收产生氧气，不符合题意；
D植物的光合作用产生氧气，呼吸作用利用氧气产生二氧化碳，不符合题意。
变式2：自然界中的氧循环如图所示，在A处不参与该循环的是( )
A．生物的呼吸作用 B．含碳燃料的燃烧
C．发展利用氢燃料 D．微生物氧化分解
【答案】C
【解析】生物的呼吸作用、各种燃烧现象及微生物的氧化分解作用都要消耗氧气；绿色植物通过光合作用产生氧气，释放到大气中。研究发现，绿色植物在光合作用中制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需要，其余的氧气都以气体形式释放到大气中。上述事实告诉我们，自然界存在一种重要的物质循环——氧循环：大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环；图中绿色植物的光合作用产生氧气，氧气被消耗，产生二氧化碳，二氧化碳被植物光合作用吸收，反复循环。
【解答】A生物的呼吸作用可以利用氧气，产生二氧化碳，符合图；
B碳燃料燃烧需要氧气，生成二氧化碳，符合图；
C氢燃料燃烧需要氧气，产生水，不符合图；
D微生物分解需要氧气参与，产生二氧化碳，符合题意。
变式3：氧气在自然界中存在非常广泛，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）如图是自然界中氧的部分循环示意图，从①~⑥中选择数字序号填空，消耗氧气的有 ，产生氧气的有 。
（2）下列说法中正确的是 (填字母，多选)。
A．空气中的氧气含量永远不变
B．空气中的氧气处于动态平衡状态
C．每个人都在参与自然界中的氧循环
D．空气中氧气的浓度越高越好
（3）在地壳中存在氧元素的物质有二氧化硅、碳酸，钙等，而在空气中存在氧元素的物质有 (至少写出2种)等。人体内存在的化合物中，氧元素的质量分数最高的是 。
（4）下列说法中正确的是 (填字母)。
A．任何情况下呼吸纯氧均有益于人体健康
B．氧元素在自然界中既以单质形式存在，又以化合物形式存在
C．含有氧元素的物质一定是氧化物
D．氧气有百利而无一害
【答案】（1）①②④⑤；③⑥
（2）B；C
（3）氧气、二氧化碳；水
（4）B
【解析】生物的呼吸作用、各种燃烧现象及微生物的氧化分解作用都要消耗氧气；绿色植物通过光合作用产生氧气，释放到大气中。研究发现，绿色植物在光合作用中制造的氧气，超过了自身呼吸作用对氧气的需要，其余的氧气都以气体形式释放到大气中。上述事实告诉我们，自然界存在一种重要的物质循环——氧循环：大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环；图中①是金属锈蚀需要消耗氧气；②煤炭燃烧需要消耗氧气产生二氧化碳；③植物的光合作用消耗氧气产生二氧化碳；④人呼吸消耗氧气产生二氧化碳；⑤鱼呼吸会消耗氧气产生二氧化碳；⑥水生植物的光合作用消耗二氧化碳，产生氧气。
【解答】（1）消耗氧气主要为燃料燃烧、呼吸作用，①②④⑤；产生氧气主要是植物的光合作用③⑥；
（2）A空气中的氧气和二氧化碳处于动态的平衡关系，故A错误；
B空气中植物产生氧气，生物呼吸和燃料燃烧等会消耗氧气，处于动态平衡，正确；
C每个人都会进行呼吸作用，产生二氧化碳，同时会消耗氧气，参与自然界的氧循环，说法正确；
D空气中氧气和二氧化碳处于一个平衡状态，氧气浓度越高，破坏了碳-氧平衡，说法不正确。
（3）空气是一个混合物，由氮气、氧气、二氧化碳、水、稀有气体等组成；人体大部分是由水组成，质量分数最高的为水；
（4）A人正常情况下呼吸纯氧一段时间会出现氧中毒，故A错误；
B氧元素在空气中是以单质形式存在，在氧化物中是以化合物形式存在，B正确；
C含有氧元素的物质可以是单质，也可以是化合物，还可以是混合物，不一定是氧化物；
D生活中金属容易生锈，就是因为氧气的存在，氧气能供给呼吸是有利，不是百利无一害，说法错误。
考点二、自然界中的碳循环
碳循环：①CO2光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有机物→动物呼吸作用―→体内氧化→CO2
③CO2光合作用→有机物→动植物残体→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→CO2
典例1：（2022八下·嘉兴期末）遵循自然界中的物质循环规律是实现生态文明建设的重要基础。下列关于碳循环和氧循环的说法，正确的是（ ）
A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化
B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
C．绿色植物的生长过程中只涉及碳循环
D．人类大量使用化石燃料不会破坏碳一氧平衡
【答案】A
【解析】生物圈中的碳循环是指碳元素的循环，氧循环指的是氧元素在自然界的循环。
【解答】A.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，有新物质生成属于化学变化，氧循环过程中有新物质氧气、二氧化碳等生成，属于化学变化，故说法正确，符合题意；
B.生物圈中的碳循环是指碳元素的循环，氧循环指的是氧元素在自然界的循环，而不是特指二氧化碳和氧气的循环，故说法错误，不符合题意；
C.绿色植物的生长过程，既有光合作用，又有呼吸作用，既涉及碳循环，又涉及氧循环，故说法正确，不符合题意；
D. 人类大量使用化石燃料会破坏碳一氧平衡 ，不符合题意。
变式1：下列关于碳循环的说法中不正确的是( )
A．碳循环属于气体型循环
B．地球上最大量的碳存在于大气圈中
C．植物的光合作用和生物的死亡分解是碳循环的一部分
D．全球气候变暖和地球上碳的收支不平衡有关
【答案】B
【解析】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。
【解答】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。所以是气体循环，植物的光合作用和生物的死亡分解是碳循环的一部分，全球气候变暖和地球上碳的收支不平衡有关。地球上最大量的碳存在于生物体内。
变式2：如图是我国某森林生态系统的碳循环示意图。箭头表示碳元素传递方向，字母表示碳元素传递途径。下列各项叙述错误的是( )
A．碳从植物体流入动物体主要是通过动物摄取食物中的有机物来实现的
B．自然界中存在着的氧、氮、磷等元素的循环也同样可以用此图表示
C．a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过呼吸作用实现的
D．碳在生物与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
【答案】B
【解析】 ①生态系统中的物质在不停的循环流动，物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以反复出现，反复利用．
②绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体中把二氧化碳和水合成了淀粉等有机物，并且把光能转化成化学能，储存在有机物中，这个过程就叫光合作用
③活细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来．供给生命活动的需要，这个过程叫作呼吸作用。
如图：a代表植物的光合作用， bdg代表生物的呼吸作用，c代表捕食， ef代表动植物的残枝败叶、遗体和粪便流向分解者。
【解答】A.碳元素在植物体内以含碳有机物的形式被动物摄食，并使得能量流入动物体内，A正确；
B.物质循环示意图主要从光合作用和呼吸作用的关系出发，光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳，体现了绿色植物在维持自然界中的碳-氧平衡的作用．B错误；
C.由图形分析已知，a表示植物的光合作用、b表示植物的呼吸作用、d表示动物的呼吸作用、g表示分解者的分解作用（呼吸作用），C正确；
D.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是通过光合作用和呼吸作用，以二氧化碳的形式进行，D正确。
变式3：（2021八下·浦江期末）全面开展“五星达标3A争创”的美丽乡村建设行动是浙江农村工作的重点。小敏根据所学知识对自家庭院中的碳循环绘制如图所示。
（1）碳循环指的是 （选填“C元素”、“C单质”或“CO2”）的循环。
（2）在此图中，b、e是通过生物的 实现。
【答案】（1）C元素 （2）呼吸作用
【解析】（1）自然界中碳主要以碳酸盐的形式存在，生态系统中的碳循环过程是大气中的二氧化碳→绿色植物通过光合作用转变成有机物，一部分通过自身呼吸作用产生二氧化碳，又释放到大气中，一部分通过食物链进入到消费者体内，再通过消费者和分解者的呼吸作用和分解作用产生二氧化碳释放到大气中，所以，碳在生态系统中主要是以二氧化碳的形式循环。
（2）植物细胞利用氧将植物体内的有机物分解产生二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，为生命活动提供动力，这个过程叫呼吸作用。
【解答】（1）由分析可知碳循环的过程，图中有碳的氧化物，因此碳循环中“碳”指的是碳元素。
（2）庭院植物和庭院动物通过呼吸作用，呼出二氧化碳，因此b、e都是二氧化碳。
考点三、二氧化碳对环境的影响
(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。
(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等。
(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。
(4)缓解措施：①减少CO2的排放，如减少使用__煤、石油、天然气__等化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；②增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
典例1：如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家-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．二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D．这种新型催化剂在反应前后质量不变
【答案】A
【解析】适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。但近百年来，人类大量使用燃料，加上森林面积因乱砍滥伐而急剧减少等原因，使大气中二氧化碳的含量增加较快，致使“温室效应”加剧，在一定程度上导致全球性气候变暖，并引起一系列恶果。能造成“温室效应”的气体除二氧化碳外，还包括水蒸气（H2O）、臭氧（O3 ）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4 ）、氢氟氯碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等，统称为温室气体。对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为 55%。
【解答】A人类大量燃烧煤、石油和天然气等燃料，地层中经过千百万年积存的、已经脱离碳循环的碳元素，在很短的时间内释放了出来，而不是植物的呼吸作用造成的，A错误；
B太阳光透过温室地玻璃后，会使室内地面温度升高，而地面的辐射却很少能穿透玻璃，因此温室具有保温作用，B正确；
C化学变化是有新的物质产生，二氧化碳转化为甲酸，有新物质产生，属于化学变化；
D催化剂的性质是加快反应的速率，反应前后质量和化学性质不变，正确。
变式1：10．大气中二氧化碳含量增加会引起温室效应，下列关于大气中二氧化碳主要来源的说法中，最合理的一种是( )
A．完全来源于煤的燃烧
B．全球人口增多后呼出的二氧化碳
C．植物呼吸作用的结果
D．含碳燃料的大量使用
【答案】D
【解析】在正常情况下，碳的循环是平衡的，但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油和天然气等燃料，地层中经过千百万年积存的、已经脱离碳循环的碳元素，在很短的时间内释放了出来。这就打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，进而导致气温上升，引起“温室效应”。
【解答】A煤燃烧会消耗氧气产生二氧化碳，但是二氧化碳的含量不仅仅来源于煤燃烧；
B人呼吸会消耗氧气产生二氧化碳，但是温室效应的产生不是由于动物的呼吸造成的；
C植物的呼吸会产生二氧化碳，同时植物的光合作用会消耗二氧化碳，不是植物的呼吸造成温室效应；
D自然界中大量使用燃烧煤、石油和天然气，碳循环的碳元素脱离，短时间内释放出来，就使二氧化碳急剧增加，产生温室效应。
变式2：（2022八下·安吉期末）如图为自然界中CO2的循环图，图中箭头指向表示产生(排放)或消耗CO2的途径，回答下列问题：
（1）途径①需要消耗空气中的 。
（2）途径⑥中发生的主要反应的化学方程式为 。
（3）为达成“2030年前实现碳达峰”的目标，下列措施可行的是 。
A．大力植树造林
B．禁止使用化石燃料
C．发展公共交通，提倡绿色出行
D．用新能源电动车逐渐取代传统燃油车
【答案】（1）氧气（2）CO2+H2O=H2CO3（3）A；C；D
【解析】(1)呼吸作用需要消耗空气中的氧气。
(2)二氧化碳和水反应生成碳酸。
(3)根据减少二氧化碳的排放措施，进行分析。
【解答】(1)途径①为呼吸作用，需要消耗空气中的氧气；
(2)途径⑥中发生的主要反应为二氧化碳和水反应生成碳酸，化学方程式为 CO2+H2O=H2CO3 。
(3)A.大力植树造林，可以增加二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的含量，符合题意；
B.化石燃料是目前主要的能源，不能禁止使用，应合理使用，不符合题意。
C.发展公共交通，提倡绿色出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意；
D.新能源电动车逐渐取代传统燃油车，可以减少二氧化碳的排放，符合题意；
变式3：探究CH4和CO2两种气体的温室效应：
探究一：比较两种气体的温室效应。
在相同条件下，用图甲所示装置测得500秒内CH4和CO2气体在太阳光照射下的温度变化情况如图乙所示。
（1）根据图乙中的曲线，关于CH4与CO2两种气体的温室效应情况，你的结论是 。
（2）本题中的“相同条件”具体是指 (请举两例)。
探究二：空气中CH4含量与温室效应关系。将CH4含量不同的空气放入图甲装置中，实验结果如表：
CH4的体积分数 18% 36% 48% 64%
500秒后温度/℃ 28.4 30.1 31.7 32.8
（3）分析表中数据，你可以得出的结论是 。
（4）若要在250 毫升的集气瓶中收集含CH418%的气体(已知甲烷气体密度比空气小，难溶于水)。你的操作方法是 。
【答案】（1）甲烷的温室效应比二氧化碳强
（2）相同光照、相同起始温度
（3）相同条件下 ，空气中甲烷气体含量越高，其温室效应越强
（4）在集气瓶中装入45毫升水，盖上玻璃片，倒扣在水中，通入纯净CH4气体直至将水排尽
【解析】大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用，对地球起着保温的作用，从而产生“温室效应”；探究一比较两种气体的温室效应，甲烷和二氧化碳两组实验，在太阳照射下的记录温度变化，比较气体相同时间的温度；第二个实验研究甲烷含量与温室效应的关系，甲烷体积分数为18%、36%、48%、64%，提高记录相同时间内温度的变化来反应甲烷含量与温度的关系。
【解答】（1）图乙中，时间与温度的变化图中，甲烷的曲线位于二氧化碳之上，在相同的时间内，甲烷的温度上升比二氧化碳高，说明甲烷温室效应比二氧化碳强；
（2）实验二研究甲烷含量与温室效应的关系，变量为甲烷的含量，其它的变量控制相同，故空气的起始温度和光照需要相同；
（3）表格中甲烷的体积分数逐渐增加，相同时间后温度也是逐渐增加，故可得出相同条件下，空气中甲烷气体含量越高，温室效应越强；
（4）甲烷气体难溶于水可以用排水法收集，密度小于空气，可以选择向下排空气方法，由于排空气无法控制甲烷的体积分数，选择排水法收集，得到体积分数为18%的甲烷，250mL×18%=45mL，故在集气瓶中装入45mL的水，倒扣在水中，通入甲烷气体，直至水排尽。
1．下列有关生物圈中碳一氧平衡的叙述中，不正确的是( )
A．绿色植物光合作用消耗大气中的二氧化碳，制造氧气
B．绿色植物光合作用制造的氧低于自身呼吸作用消耗的氧
C．绿色植物对维持大气中的碳一氧平衡作用很大
D．生物圈中的氧来自绿色植物的光合作用
【答案】B
【解析】绿色植物不断地进行着光合作用，消耗着大气中的二氧化碳，产生的氧又以气体形式进入大气，这样就使的生物圈中的空气中氧气和二氧化碳的浓度处于相对的平衡状态，简称碳氧平衡．
【解答】A.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，制造氧气，A正确；
B.绿色植物在光合作用中制造的氧，超过了自身呼吸作用对氧的需要，其余的氧都以气体的形式排到了大气中，B错误；
C.绿色植物通过光合作用，不断消耗大气中的二氧化碳，这样就维持了生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，简称碳-氧平衡，C正确；
D.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，因此，生物圈中的氧来自于绿色植物光合作用，D正确。
2．大气中二氧化碳含量增加会引起温室效应，下列关于大气中二氧化碳主要来源的说法中，最合理的一种是( )
A．完全来源于煤的燃烧
B．全球人口增多后呼出的二氧化碳
C．植物呼吸作用的结果
D．含碳燃料的大量使用
【答案】D
【解析】在正常情况下，碳的循环是平衡的，但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油和天然气等燃料，地层中经过千百万年积存的、已经脱离碳循环的碳元素，在很短的时间内释放了出来。这就打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加，进而导致气温上升，引起“温室效应”。
A煤燃烧会消耗氧气产生二氧化碳，但是二氧化碳的含量不仅仅来源于煤燃烧；
B人呼吸会消耗氧气产生二氧化碳，但是温室效应的产生不是由于动物的呼吸造成的；
C植物的呼吸会产生二氧化碳，同时植物的光合作用会消耗二氧化碳，不是植物的呼吸造成温室效应；
D自然界中大量使用燃烧煤、石油和天然气，碳循环的碳元素脱离，短时间内释放出来，就使二氧化碳急剧增加，产生温室效应。
3．（2021八下·下城期末）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，其中错误的是（ ）
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可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】氧元素在自然界的循环状态。动植物的呼吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气，产生二氧化碳。但植物的光合作用却大量吸收二氧化碳，释放氧气，如此构成了生物圈的氧循环（氧循环和碳循环是相互联系的）。碳循环，是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象。
A、碳循环和氧循环是CO2和O2的转换过程，均发生了化学反应；故A正确；
B、氧气可以通过呼吸作用参与碳循环；故B错误；
C、二氧化碳的主要排放量是来化石燃料的燃烧，减少化石燃料的燃烧可以有效的减少二氧化碳的排放量；故C正确；
D、大气中的氧气和二氧化碳含量的稳定，主要是通过碳循环和氧循环来完成；故D正确；
4．（2021八下·诸暨期中）如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A．氧循环过程中发生的是化学变化
B．物质燃烧说明氧气能支持燃烧，说明氧气具有可燃性
C．食物腐烂发生的是缓慢氧化反应
D．氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源
【答案】B
【解析】A、氧循环过程有光合作用的参与，光合作用的文字表达式为：
二氧化碳+水有机物+氧气，发生反应后有新的物质产生，因此氧循环过程中发生的是化学变化，A不符合题意；
B、氧气能支持燃烧，氧气具有可燃性的说法不成立，B符合题意；
C、食物腐烂是不易被觉察的缓慢氧化反应，C不符合题意。
D、动植物需要呼吸作用，失去氧气动植物将无法生存，因此氧气是一种重要的资源，D不符合题意。
5．从物质循环的观点看，人体中的碳元素，究其根源是来自( )
A．非生物界中循环的碳 B．大气中二氧化碳中的碳
C．食物中有机物里的碳 D．燃料中的碳
【答案】B
【解析】人体中的元素大多来自于食物，食物中含有大量人体所需要的元素，比如碳元素。
【解答】食物中的碳从表面上看是来自于植物进行光合作用产生的有机物中的，那有机物中的碳其实来源于光合作用的原料二氧化碳，B符合题意。
6．关于生物圈中的碳-氧平衡，下列叙述错误的是( )
A．绿色植物通过光合作用等活动维持了生物圈中的碳一氧平衡
B．栽种过多的植物会因其进行大量呼吸作用而破坏生物圈的碳-氧平衡
C．生物圈中的碳一氧平衡是指二氧化碳和氧气的相对平衡
D．人类活动的加剧导致二氧化碳过度排放，从而破坏了碳一氧平衡
【答案】B
【解析】自然界存在一种重要的物质循环——氧循环：大自然中氧气的含量会由于生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环；在自然界中，氧循环与碳循环有着密切的联系。通过氧循环和碳循环，保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对恒定，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。
【解答】A绿色植物通过光合作用产生氧气，消耗二氧化碳，生物的呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳；
B大量的植树造林，植物的光合作用增强，消耗二氧化碳，产生氧气，会维持碳-氧平衡；
C生物圈中的碳-氧平衡就是指氧气和二氧化碳含量的相对，处于相对恒定；
D人类通过燃烧秸秆、石油、天然气等释放大量二氧化碳，破坏了碳-氧平衡。
7．（2022八下·杭州月考）如图是硫元素在自然界中的循环图。下列有关说法不正确的是( )
A．大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一
B．循环过程中硫元素的化合价既有升高也有降低
C．除去化石燃料中的硫能减少SO2对大气的污染
D．酸雨的形成只与SO2的大量排放有关
【答案】D
【解析】酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水，主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。
【解答】A.大量使用化石燃料，化石燃料燃烧会产生二氧化硫等污染物，形成酸雨，不符合题意；
B.由图可知，硫可反应生成二氧化硫、硫化氢等，单质硫中硫元素的化合价为0，二氧化硫中硫元素的化合价为+4价，硫化氢中硫元素的化合价为-2价，故循环过程中硫元素的化合价既有升高也有降低，不符合题意；
C.除去化石燃料中的硫，可以减少二氧化硫的排放，减少污染，不符合题意；
D.二氧化硫能与水反应生成亚硫酸，也可导致酸雨的发生，符合题意。
8．氧气广泛存在于自然界中，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）PM2.5是用来监测空气中 的含量(填序号)。
①二氧化碳 ②一氧化碳 ③二氧化硫 ④可吸入颗粒物
（2）铁生锈、动植物的呼吸 (填“是”或“不是")缓慢氧化。
（3）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如控制温度在-183℃时，可将空气中的氮气(N2)与氧气(O2)分离。工业上分离液态空气制氧气的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
【答案】（1）④ （2）是 （3）物理
【解析】 (1) 根据PM2.5是用来监测空气中可吸入颗粒物的含量进行解答；
(2) 根据铁生锈、动植物的呼吸是缓慢氧化进行解答；
(3) 氨气和氢气的沸点以及工业上分离液态空气制氧气中没有新物质生成进行解答。
【解答】(1)PM2.5是用来监测空气中可吸入颗粒物的含量，故选④；
(2)铁生锈、动植物的呼吸是缓慢氧化。
(3) 氨气和氢气的沸点分别为-33.35℃和-252℃，所以要将产物氨气（NH3）与N2、氢气（H2）分离开来，最适宜的温度应该控制在-33.35℃；工业上分离液态空气制氧气中没有新物质生成，属于物理变化。
9．（2021八下·诸暨期中）研究自然界碳元素的循环，有利于解决全球变暖问题。如图为大自然中碳循环的局部示意图。
（1）为了解决全球变暖问题，提倡低碳生活，其中“碳”的含义是 （填字母序号）。
A．自然界中的碳元素 B．生活用品中的碳单质 C．大气中的二氧化碳
（2）二氧化碳是参与碳循环的主要物质，固态的二氧化碳叫做 ，常用于人工降雨。
（3）图中，向大气中释放二氧化碳的途径是 （填数字序号）。
【答案】（1）C （2）干冰 （3）①②④⑥
【解析】低碳生活，减少二氧化碳排放，二氧化碳持续增多导致全球温室效应，不利于地球环境的发展。
【解答】（1）为了解决全球变暖问题，提倡低碳生活，其中“碳”的含义是大气中的二氧化碳。
（2）二氧化碳的固体叫干冰，干冰可以进行人工降雨，也可以做制冷剂。
（3）化石燃料燃烧产生二氧化碳；植物进行呼吸作用放出二氧化碳，吸入氧气；植物光合作用释放氧气，吸收二氧化碳；海水吸收二氧化碳，产生碳酸；鱼通过呼吸作用释放二氧化碳，吸入氧气，因此图中，向大气中释放二氧化碳的途径是①②④⑥。
10．（2022八下·武义期末）如图是“生物圈碳—氧平衡”示意图，据图回答下列问题。
（1）图中 A 所代表的生理活动是 ；
（2）以下叙述不符合事实的是
A．碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡
B．碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧
C．人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放
D．植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳—氧平衡
【答案】（1）光合作用 （2）B
【解析】(1)光合作用是指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着能量的有机物，并释放氧气的过程。呼吸作用是细胞内的有机物与氧反应，最终产生二氧化碳和水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来供生命活动的需要的过程。
(2)在叶的表皮上有半月形的细胞是保卫细胞，两个保卫细胞之间的小孔是气孔。气孔不仅是植物体与外界进行气体交换的“窗口”，而且是散失体内水分的“门户”。
(3)在自然界中，氧循环与碳循环有着密切的联系。通过氧循环和碳循环，保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对恒定，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。
【解答】(1)光合作用是指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着能量的有机物，并释放氧气的过程，由图可知，A是光合作用。
(2)A：碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，A正确。
B：碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，B错误。
C：人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放，C正确。
D：植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳—氧平衡，D正确。
11．如图是“生物圈碳一氧平衡”示意图，请分析回答下列问题。
（1）推测图中A．B所代表的生理活动：A是 作用，B是 作用。
（2）A、B两个过程中，能够降低大气中二氧化碳含量的是 (填字母)。
（3）以下叙述不符合事实的是 (填字母)。
A．碳一氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡
B．碳一氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气各占50%
C．人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放
D．植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳一氧平衡
（4）在维持生物圈碳一氧平衡方面，人类可以做些什么？(答一点即可)。
【答案】（1）光合；呼吸
（2）A
（3）B
（4）植树造林(合理即可)
【解析】(1)光合作用是指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着能量的有机物，并释放氧气的过程。呼吸作用是细胞内的有机物与氧反应，最终产生二氧化碳和水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来供生命活动的需要的过程。
(2)在叶的表皮上有半月形的细胞是保卫细胞，两个保卫细胞之间的小孔是气孔。气孔不仅是植物体与外界进行气体交换的“窗口”，而且是散失体内水分的“门户”。
(3)在自然界中，氧循环与碳循环有着密切的联系。通过氧循环和碳循环，保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对恒定，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。
【解答】】(1)由图可知，A是光合作用，B生理活动消耗了氧气，产生了二氧化碳，所以是呼吸作用。
(2)光合作用是指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着能量的有机物，并释放氧气的过程。能够降低大气中二氧化碳含量的是A。
(3)碳一氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，在生物圈中二氧化碳体积分数约为0.03%，氧气约为21%，故B叙述不符合事实。
(4)在维持生物圈碳一氧平衡方面，人类可以植树造林。
12．（2022八下·金东期末）如图，把一盆番茄植株放在钟罩内，再把含放射性碳的二氧化碳依图中导管所示输入罩内，1天后把进气阀关闭。然后把番茄植株移出，洗去土壤，用仪器记下根系的放射性碳的剂量。再把这些根烘干，切成小块，放到养着饥饿金鱼的不带放射性物质的金鱼缸内，4天后，把金鱼从缸中取出，经检测发现鱼组织内放射性碳超过正常水平。请回答：
（1）该实验主要研究生态系统的 ；
A．氧循环 B．碳循环 C．氮循环 D．水循环
（2）设置该实验的对照实验，正确措施应是 ；
A．把番茄换成天竺葵
B．把金鱼换成蝌蚪
C．把土壤换成蒸馏水
D．把含放射性碳的CO2换成空气中CO2
（3）放射性碳首先必须进入叶片内经过光合作用转化成有机物，然后才能通过叶和茎的韧皮部中 运输到根部。
【答案】（1）B
（2）D
（3）筛管
【解析】1.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。
2.对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同，其他条件都相同的实验。该种不同的条件就是实验变量。
3.筛管是植物韧皮部内自上而下输导有机物的管道.由许多管状活细胞上下连接而成。将叶片光合作用制造的有机物自上而下运输到茎、根等器官，使植物体内达到一个有机物的均衡。
【解答】(1)因为用放射标记的是碳，实验中测定的也是碳的放射剂量，因此该实验主要研究二氧化碳(或碳)在生态系统内的循环。故选B。
(2)图中实验用的是含放射性碳的二氧化碳，根据对照实验的要求，应该是把含放射性碳的CO2换成空气中CO2。
故选D。
(3)光合作用的原料是二氧化碳和水，因此放射性碳首先必须通过植株的光合作用转化成有机物，然后才能由茎叶内的筛管运输到根部。
13．（2022八下·吴兴期末）温室效应加剧引起的气候异常变化是人类面临的全球性问题。我国由此提出“碳达峰” 和“碳中和”目标，体现了中国的大国责任与担当。
（1）“碳达峰”与“碳中和”中的“碳”指的物质是 。
（2）植树造林是完成“碳中和”目标的重要途径，其原理是利用绿色植物的 作用。
（3）生活中，良好的行为习惯也有助于完成目标。下列做法合理的是 (填字母) 。
A．外出时多步行或骑自行车 B．产生纸质垃圾时焚烧处理
C．使用可循环的布袋购物 D．植树造林，美化环境
【答案】（1）二氧化碳
（2）光合
（3）A；C；D
【解析】“碳达峰”指二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后开始下降；“碳中和”指企业、团体或个人通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。据此分析解答。
【解答】(1)“碳达峰”与“碳中和”中的“碳"指的排放到空气中的二氧化碳。
(2)植树造林能够进行“碳中和”的原理是绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，从而消耗空气中二氧化碳。
(3)A：外出时多步行或骑自行车，能够减少机动车的使用量，减少化石燃料的燃烧，从而能够减少二氧化碳的排放，选项正确；
B：产生纸质垃圾时焚烧处理会生成二氧化碳和其它有害气体与烟尘，会加重空气的污染，选项错误；
C：使用可循环的布袋购物，能够减少塑料的使用，能够减缓白色污染，选项正确；
D：植树造林，美化环境，能够增强植物吸收空气中有有害气体与烟尘的能力，减缓空气污染，选项正确。
14．（2022八下·杭州期末） 2022年2月20日北京冬奥会正式闭幕。它成为迄今为止第一个“碳中和”的冬奥会。为了兑现“绿色办奥”庄严承诺，北京人民和企业做出了巨大贡献。
（1）北京首钢是以燃烧大量化石燃料进行工业生产的，为改善北京空气质量进行了整体搬迁，目的是减少 排放。
（2）如图是自然界碳的循环示意图，任何物质都有两面性，二氧化碳对人类的正面影响是 等，而不利影响有 （任写一点）。
（3）“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的二大重要循环，下列说法正确的是 （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，其质量不变
C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气、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）人类降低空气中二氧化碳含量的研究有两个方向：一减少二氧化碳排放，二是增加二氧化碳消耗。请写出一条你能做到的消耗二氧化碳的方式或途径 。
【答案】（1）CO2
（2）促进植物的光合作用（或使气温升高，利于动植物的生存）；造成温室效应（或使气温升高，海平面上升）
（3）A；B；C
（4）植树造林（种草或者使二氧化碳溶于海水中）
【解析】在自然界中，氧循环与碳循环有着密切的联系。通过氧循环和碳循环，保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对恒定，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。
【解答】(1)北京首钢是以燃烧大量化石燃料进行工业生产的，化石燃料燃烧产生大量的二氧化碳，为改善北京空气质量进行了整体搬迁，目的是减少 CO2 排放。
(2)二氧化碳对人类的正面影响是：促进植物的光合作用；而不利影响有 ： 造成温室效应 。
(3)A：变化观：每个人都在参与碳、氧循环，正确。
B：守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒，其质量不变，正确。
C：平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气、二氧化碳含量的相对稳定，正确。
D：自然界中的氧原子总数符合质量守恒定律，不会增加，故错误。故选ABC。
(4)消耗二氧化碳的方式或途径：植树造林。
15．（2022八下·临海月考）如下图所示是自然界中氧气和二氧化碳的循环简图，请仔细读图回答有关问题。
（1）二氧化碳含量过高是造成温室效应的主要原因，请你根据循环图说出一条大气中二氧化碳含量增加的原因是： 。
能造成温室效应的气体除二氧化碳外，还包括水蒸气、臭氧、氧化亚氮(N2O)等，其中氧化亚氮(N2O)中氮元素的化合价为 。
（2）自然界中消耗二氧化碳的途径有二种：
①绿色植物光合作用。发生反应的文字表达式为： 。
②二氧化碳消耗的另一个途径是被地球上的海水吸收。化学方程式为 。
【答案】（1）过度使用化石燃料；＋1
（2）二氧化碳+水 有机物+氧气；CO2＋H2O=H2CO3
【解析】 本题主要考查温室气体二氧化碳，同学们了解了二氧化碳气体产生的主要原因，以及如何减少二氧化碳气体，就会做好此题。
【解答】(1)据循环图说出一条大气中二氧化碳含量增加的原因是：过度使用化石燃料。
根据化合价代数和为零：氧化亚氮(N2O)：
求得：氮元素的化合价为＋1。
(2)自然界中消耗二氧化碳的途径有二种：
①绿色植物光合作用。发生反应的文字表达式为： 二氧化碳+水 有机物+氧气
②二氧化碳消耗的另一个途径是被地球上的海水吸收。化学方程式为CO2＋H2O=H2CO3 。
16．（2022八下·温州期末）中国政府提出2060年前实现碳中和的目标。“碳中和”指二氧化碳等温室气体的排放总量等于吸收总量，达到“零排放”。为此，某科学兴趣小组经过“前期调查、原理选择、药量测算和装置设计”等环节，制定了二氧化碳吸收方案。
[前期调查]为分析自然界中碳排放与吸收的主要途径，小组成员经调查绘制了自然界部分碳循环示意图。
[原理选择]小组成员经比较分析，最终确定利用氢氧化钠吸收二氧化碳的思路(化学方程式为： 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O) 。
[药量测算]考虑操作的便捷性、可行性，设定一次性至少吸收二氧化碳4.4千克，并计算了装载氢氧化钠的质量。
[装置设计]结合吸收效果等因素，兴趣小组成员设计了图乙所示A、B两种吸收装置。
（1）图甲为小组成员绘制的碳排放与吸收示意图，其中碳排放的途径有
（2）根据小组设定的一次性二氧化碳吸收量的要求，在装置A中至少要加入多少千克的氢氧化钠？
（3）请选择A、B两种装置的其中一种进行推广，并简要说明理由： 。
【答案】（1）植物的呼吸作用、动物的呼吸作用、燃料的燃烧
（2）解：设至少加入氢氧化钠质量为x。
2NaOH+ CO2=Na2CO3+H2O
80 44
x 4.4g
x=8千克
答：至少加入8千克的氢氧化钠。
（3）理由支持所选装置 装置A：无水泵，无需耗电，节约能量；装置结构较简单；相同质量固体比溶液吸收更多CO2 装置B：利用氢氧化钠喷雾，增大接触面积，吸收更加充分，未反应的氢氧化钠喷雾还可以通过水泵循环利用，节约原料。
【解析】(1)碳中和，节能减排术语。碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人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”。
(2)一次性至少吸收二氧化碳4.4千克 ，根据化学反应方程式计算解答。
(3) 从 A、B两种装置的优点入手分析，选择合适的一种。
【解答】(1)根据甲图分析，碳排放是指碳释放到环境中，故其中碳排放的途径有植物的呼吸作用、动物的呼吸作用、燃料的燃烧。
17．（2022八下·杭州期末）2022年两会上“碳达峰”“碳中和”首次被写入政府工作报告。“碳中和”已经成为影响中国未来发展的重要国家战略。实现碳中和，一是 要减排即减少二氧化碳的排放，二是要发展增汇技术即二氧化碳的吸收技术。
资料一：浙江大学研发了“二氧化碳烟气微藻减排技术”，用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。
资料二： 2020年1月，李灿院士领先的全球首套千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”在兰州试车成功。
（1）微型藻类吸收二氧化碳该技术，本质是利用微藻的 作用实现固碳。自然界中的淀粉一般也是通过绿色植物的该生理活动合成，请写出该生理活动的文字表达式 。
（2）“液态太阳燃料合成示范项目”简单流程如图，甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。据图分析，甲醇合成时，利用氢能合成甲醇的反应物为 ；若碳元素全部来自于二氧化碳，则3.2吨甲醇(CH3OH)与 吨二氧化碳含碳量相当。
（3）碳中和需要每一个人的努力，请你例举一条生产、生活中减少碳排放的措施 。【答案】（1）光合作用；二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气
（2）氢气和二氧化碳；4.4 （3）少开私家车
【解析】在自然界中，氧循环与碳循环有着密切的联系。通过氧循环和碳循环，保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对恒定，维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。
光合作用是指绿色植物利用光提供的能量，吸收二氧化碳和水分，在叶绿体中合成了淀粉等有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中，同时释放出氧气的过程．
【解答】(1)微型藻类吸收二氧化碳该技术，本质是利用微藻的光合作用实现固碳。自然界中的淀粉一般也是通过绿色植物的该生理活动合成，文字表达式为：二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气
(2)据图分析，甲醇合成时，利用氢能合成甲醇的反应物为氢气和二氧化碳。
3.2吨甲醇(CH3OH)含有碳元素质量：则二氧化碳含碳量：
(3)从减少碳排放出发，比如：少开私家车。故选A、C、D。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第7节 自然界中的氧循环和碳循环
考点一、自然界中的氧循环
氧循环是指大自然中氧气的含量会随着生物的呼吸作用和物质的燃烧等减少，但又会随植物的光合作用而增加，这样周而复始地进行循环，使大气中氧气的含量保持相对恒定的过程。
典例1：辩论：空气中的氧气会耗尽吗？正方的观点是“空气中的氧气会减少直至耗尽”。下列论点不应成为正方论据的是( )
A．汽车越来越多，消耗的氧气越来越多
B．有证据表明，在远古时代的原始空气中氧气含量高达30%
C．太阳能、风能、核能等能源的开发利用将耗去空气中大量的氧气
D．随地球人口的增多，呼吸、燃料燃烧等耗氧也越来越多
变式1：下列关于自然界中氧循环的叙述正确的是( )
A．植物→呼吸作用→氧气→光合作用→氧气
B．植物→光合作用→氧气→呼吸作用→二氧化碳
C．植物→呼吸作用→氧气→光合作用→二氧化碳；
D．植物→光合作用→二氧化碳→呼吸作用→氧气
变式2：自然界中的氧循环如图所示，在A处不参与该循环的是( )
A．生物的呼吸作用 B．含碳燃料的燃烧
C．发展利用氢燃料 D．微生物氧化分解
变式3：氧气在自然界中存在非常广泛，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）如图是自然界中氧的部分循环示意图，从①~⑥中选择数字序号填空，消耗氧气的有 ，产生氧气的有 。
（2）下列说法中正确的是 (填字母，多选)。
A．空气中的氧气含量永远不变
B．空气中的氧气处于动态平衡状态
C．每个人都在参与自然界中的氧循环
D．空气中氧气的浓度越高越好
（3）在地壳中存在氧元素的物质有二氧化硅、碳酸，钙等，而在空气中存在氧元素的物质有 (至少写出2种)等。人体内存在的化合物中，氧元素的质量分数最高的是 。
（4）下列说法中正确的是 (填字母)。
A．任何情况下呼吸纯氧均有益于人体健康
B．氧元素在自然界中既以单质形式存在，又以化合物形式存在
C．含有氧元素的物质一定是氧化物
D．氧气有百利而无一害
考点二、自然界中的碳循环
碳循环：①CO2光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有机物→动物呼吸作用―→体内氧化→CO2
③CO2光合作用→有机物→动植物残体→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→CO2
典例1：（2022八下·嘉兴期末）遵循自然界中的物质循环规律是实现生态文明建设的重要基础。下列关于碳循环和氧循环的说法，正确的是（ ）
A．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化
B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环
C．绿色植物的生长过程中只涉及碳循环
D．人类大量使用化石燃料不会破坏碳一氧平衡
变式1：下列关于碳循环的说法中不正确的是( )
A．碳循环属于气体型循环
B．地球上最大量的碳存在于大气圈中
C．植物的光合作用和生物的死亡分解是碳循环的一部分
D．全球气候变暖和地球上碳的收支不平衡有关
变式2：如图是我国某森林生态系统的碳循环示意图。箭头表示碳元素传递方向，字母表示碳元素传递途径。下列各项叙述错误的是( )
A．碳从植物体流入动物体主要是通过动物摄取食物中的有机物来实现的
B．自然界中存在着的氧、氮、磷等元素的循环也同样可以用此图表示
C．a途径是通过光合作用实现的，b、d、g途径是通过呼吸作用实现的
D．碳在生物与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
变式3：（2021八下·浦江期末）全面开展“五星达标3A争创”的美丽乡村建设行动是浙江农村工作的重点。小敏根据所学知识对自家庭院中的碳循环绘制如图所示。
（1）碳循环指的是 （选填“C元素”、“C单质”或“CO2”）的循环。
（2）在此图中，b、e是通过生物的 实现。
考点三、二氧化碳对环境的影响
(1)温室效应：大气中的CO2气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖。适度的“温室效应”能保证地球上的气温恒定，适于动植物生存。
(2)其他能产生温室效应的气体有：水蒸气(H2O)、臭氧(O3)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、氢氟碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等。
(3)温室效应加剧的危害：导致两极的冰川融化，使海平面上升，淹没部分沿海城市，使土地沙漠化、农业减产等。
(4)缓解措施：①减少CO2的排放，如减少使用__煤、石油、天然气__等化石燃料的燃烧，更多地利用太阳能、风能、地热能等清洁能源；②增加CO2的消耗，如大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。
典例1：如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家-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．二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D．这种新型催化剂在反应前后质量不变
变式1：10．大气中二氧化碳含量增加会引起温室效应，下列关于大气中二氧化碳主要来源的说法中，最合理的一种是( )
A．完全来源于煤的燃烧
B．全球人口增多后呼出的二氧化碳
C．植物呼吸作用的结果
D．含碳燃料的大量使用
变式2：（2022八下·安吉期末）如图为自然界中CO2的循环图，图中箭头指向表示产生(排放)或消耗CO2的途径，回答下列问题：
（1）途径①需要消耗空气中的 。
（2）途径⑥中发生的主要反应的化学方程式为 。
（3）为达成“2030年前实现碳达峰”的目标，下列措施可行的是 。
A．大力植树造林
B．禁止使用化石燃料
C．发展公共交通，提倡绿色出行
D．用新能源电动车逐渐取代传统燃油车
变式3：探究CH4和CO2两种气体的温室效应：
探究一：比较两种气体的温室效应。
在相同条件下，用图甲所示装置测得500秒内CH4和CO2气体在太阳光照射下的温度变化情况如图乙所示。
（1）根据图乙中的曲线，关于CH4与CO2两种气体的温室效应情况，你的结论是 。
（2）本题中的“相同条件”具体是指 (请举两例)。
探究二：空气中CH4含量与温室效应关系。将CH4含量不同的空气放入图甲装置中，实验结果如表：
CH4的体积分数 18% 36% 48% 64%
500秒后温度/℃ 28.4 30.1 31.7 32.8
（3）分析表中数据，你可以得出的结论是 。
（4）若要在250 毫升的集气瓶中收集含CH418%的气体(已知甲烷气体密度比空气小，难溶于水)。你的操作方法是 。
1．下列有关生物圈中碳一氧平衡的叙述中，不正确的是( )
A．绿色植物光合作用消耗大气中的二氧化碳，制造氧气
B．绿色植物光合作用制造的氧低于自身呼吸作用消耗的氧
C．绿色植物对维持大气中的碳一氧平衡作用很大
D．生物圈中的氧来自绿色植物的光合作用
2．大气中二氧化碳含量增加会引起温室效应，下列关于大气中二氧化碳主要来源的说法中，最合理的一种是( )
A．完全来源于煤的燃烧
B．全球人口增多后呼出的二氧化碳
C．植物呼吸作用的结果
D．含碳燃料的大量使用
3．（2021八下·下城期末）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，其中错误的是（ ）
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可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
4．（2021八下·诸暨期中）如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是（ ）
A．氧循环过程中发生的是化学变化
B．物质燃烧说明氧气能支持燃烧，说明氧气具有可燃性
C．食物腐烂发生的是缓慢氧化反应
D．氧气能供给动植物呼吸，是一种重要的资源
5．从物质循环的观点看，人体中的碳元素，究其根源是来自( )
A．非生物界中循环的碳 B．大气中二氧化碳中的碳
C．食物中有机物里的碳 D．燃料中的碳
6．关于生物圈中的碳-氧平衡，下列叙述错误的是( )
A．绿色植物通过光合作用等活动维持了生物圈中的碳一氧平衡
B．栽种过多的植物会因其进行大量呼吸作用而破坏生物圈的碳-氧平衡
C．生物圈中的碳一氧平衡是指二氧化碳和氧气的相对平衡
D．人类活动的加剧导致二氧化碳过度排放，从而破坏了碳一氧平衡
7．（2022八下·杭州月考）如图是硫元素在自然界中的循环图。下列有关说法不正确的是( )
A．大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一
B．循环过程中硫元素的化合价既有升高也有降低
C．除去化石燃料中的硫能减少SO2对大气的污染
D．酸雨的形成只与SO2的大量排放有关
8．氧气广泛存在于自然界中，并不断循环转化。请回答以下问题。
（1）PM2.5是用来监测空气中 的含量(填序号)。
①二氧化碳 ②一氧化碳 ③二氧化硫 ④可吸入颗粒物
（2）铁生锈、动植物的呼吸 (填“是”或“不是")缓慢氧化。
（3）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如控制温度在-183℃时，可将空气中的氮气(N2)与氧气(O2)分离。工业上分离液态空气制氧气的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
9．（2021八下·诸暨期中）研究自然界碳元素的循环，有利于解决全球变暖问题。如图为大自然中碳循环的局部示意图。
（1）为了解决全球变暖问题，提倡低碳生活，其中“碳”的含义是 （填字母序号）。
A．自然界中的碳元素 B．生活用品中的碳单质 C．大气中的二氧化碳
（2）二氧化碳是参与碳循环的主要物质，固态的二氧化碳叫做 ，常用于人工降雨。
（3）图中，向大气中释放二氧化碳的途径是 （填数字序号）。
10．（2022八下·武义期末）如图是“生物圈碳—氧平衡”示意图，据图回答下列问题。
（1）图中 A 所代表的生理活动是 ；
（2）以下叙述不符合事实的是
A．碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡
B．碳—氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧
C．人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放
D．植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳—氧平衡
11．如图是“生物圈碳一氧平衡”示意图，请分析回答下列问题。
（1）推测图中A．B所代表的生理活动：A是 作用，B是 作用。
（2）A、B两个过程中，能够降低大气中二氧化碳含量的是 (填字母)。
（3）以下叙述不符合事实的是 (填字母)。
A．碳一氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡
B．碳一氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气各占50%
C．人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放
D．植物的光合作用吸收二氧化碳，有利于生物圈中的碳一氧平衡
（4）在维持生物圈碳一氧平衡方面，人类可以做些什么？(答一点即可)。
12．（2022八下·金东期末）如图，把一盆番茄植株放在钟罩内，再把含放射性碳的二氧化碳依图中导管所示输入罩内，1天后把进气阀关闭。然后把番茄植株移出，洗去土壤，用仪器记下根系的放射性碳的剂量。再把这些根烘干，切成小块，放到养着饥饿金鱼的不带放射性物质的金鱼缸内，4天后，把金鱼从缸中取出，经检测发现鱼组织内放射性碳超过正常水平。请回答：
（1）该实验主要研究生态系统的 ；
A．氧循环 B．碳循环 C．氮循环 D．水循环
（2）设置该实验的对照实验，正确措施应是 ；
A．把番茄换成天竺葵
B．把金鱼换成蝌蚪
C．把土壤换成蒸馏水
D．把含放射性碳的CO2换成空气中CO2
（3）放射性碳首先必须进入叶片内经过光合作用转化成有机物，然后才能通过叶和茎的韧皮部中 运输到根部。
13．（2022八下·吴兴期末）温室效应加剧引起的气候异常变化是人类面临的全球性问题。我国由此提出“碳达峰” 和“碳中和”目标，体现了中国的大国责任与担当。
（1）“碳达峰”与“碳中和”中的“碳”指的物质是 。
（2）植树造林是完成“碳中和”目标的重要途径，其原理是利用绿色植物的 作用。
（3）生活中，良好的行为习惯也有助于完成目标。下列做法合理的是 (填字母) 。
A．外出时多步行或骑自行车 B．产生纸质垃圾时焚烧处理
C．使用可循环的布袋购物 D．植树造林，美化环境
14．（2022八下·杭州期末） 2022年2月20日北京冬奥会正式闭幕。它成为迄今为止第一个“碳中和”的冬奥会。为了兑现“绿色办奥”庄严承诺，北京人民和企业做出了巨大贡献。
（1）北京首钢是以燃烧大量化石燃料进行工业生产的，为改善北京空气质量进行了整体搬迁，目的是减少 排放。
（2）如图是自然界碳的循环示意图，任何物质都有两面性，二氧化碳对人类的正面影响是 等，而不利影响有 （任写一点）。
（3）“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的二大重要循环，下列说法正确的是 （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，其质量不变
C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气、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）人类降低空气中二氧化碳含量的研究有两个方向：一减少二氧化碳排放，二是增加二氧化碳消耗。请写出一条你能做到的消耗二氧化碳的方式或途径 。
15．（2022八下·临海月考）如下图所示是自然界中氧气和二氧化碳的循环简图，请仔细读图回答有关问题。
（1）二氧化碳含量过高是造成温室效应的主要原因，请你根据循环图说出一条大气中二氧化碳含量增加的原因是： 。
能造成温室效应的气体除二氧化碳外，还包括水蒸气、臭氧、氧化亚氮(N2O)等，其中氧化亚氮(N2O)中氮元素的化合价为 。
（2）自然界中消耗二氧化碳的途径有二种：
①绿色植物光合作用。发生反应的文字表达式为： 。
②二氧化碳消耗的另一个途径是被地球上的海水吸收。化学方程式为 。
16．（2022八下·温州期末）中国政府提出2060年前实现碳中和的目标。“碳中和”指二氧化碳等温室气体的排放总量等于吸收总量，达到“零排放”。为此，某科学兴趣小组经过“前期调查、原理选择、药量测算和装置设计”等环节，制定了二氧化碳吸收方案。
[前期调查]为分析自然界中碳排放与吸收的主要途径，小组成员经调查绘制了自然界部分碳循环示意图。
[原理选择]小组成员经比较分析，最终确定利用氢氧化钠吸收二氧化碳的思路(化学方程式为： 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O) 。
[药量测算]考虑操作的便捷性、可行性，设定一次性至少吸收二氧化碳4.4千克，并计算了装载氢氧化钠的质量。
[装置设计]结合吸收效果等因素，兴趣小组成员设计了图乙所示A、B两种吸收装置。
（1）图甲为小组成员绘制的碳排放与吸收示意图，其中碳排放的途径有
（2）根据小组设定的一次性二氧化碳吸收量的要求，在装置A中至少要加入多少千克的氢氧化钠？
（3）请选择A、B两种装置的其中一种进行推广，并简要说明理由： 。
17．（2022八下·杭州期末）2022年两会上“碳达峰”“碳中和”首次被写入政府工作报告。“碳中和”已经成为影响中国未来发展的重要国家战略。实现碳中和，一是 要减排即减少二氧化碳的排放，二是要发展增汇技术即二氧化碳的吸收技术。
资料一：浙江大学研发了“二氧化碳烟气微藻减排技术”，用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。
资料二： 2020年1月，李灿院士领先的全球首套千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”在兰州试车成功。
（1）微型藻类吸收二氧化碳该技术，本质是利用微藻的 作用实现固碳。自然界中的淀粉一般也是通过绿色植物的该生理活动合成，请写出该生理活动的文字表达式 。
（2）“液态太阳燃料合成示范项目”简单流程如图，甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。据图分析，甲醇合成时，利用氢能合成甲醇的反应物为 ；若碳元素全部来自于二氧化碳，则3.2吨甲醇(CH3OH)与 吨二氧化碳含碳量相当。
（3）碳中和需要每一个人的努力，请你例举一条生产、生活中减少碳排放的措施 。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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