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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：如图所示是自然界中的氧循环，请认真观察并根据图示回答有关问题。
（1）图示中氧循环涉及的物质中属于氧化物的是 ，空气的主要成分中没有参与图中循环的气体有 。
（2）在维持自然界的氧平衡的途径中，植物利用 作用吸收二氧化碳，产生氧气。
（3）下列说法中正确的有 。
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
C．空气中氧气的浓度越高越好 D．氧在自然界中既有单质，又有化合物
【答案】（1）二氧化碳；氮气 （2）光合 （3）B；D
【解析】 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，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；绿色植物利用氧气和有机物，在活细胞，分解产生二氧化碳和水并释放出能量的过程叫做呼吸作用；
【解答】（1）氧化物是指只有两种元素，其中一种是氧元素的化合物；所以氧循环涉及的物质中属于氧化物的是二氧化碳，空气的主要成分是氮气和氧气，氮气占了78%，氧气占了21%，所以空气的主要成分中没有参与图中循环的气体是氮气；
（2）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，并且释放氧气的过程，叫做光合作用；所以植物利用光合作用吸收二氧化碳，产生氧气；
（3）空气中氧气是处于动态平衡中，而不是一成不变的，空气中氧气的含量并不是越多越好的，氧在自然界中既有单质，如氧气，又有化合物，如水，所以正确的是BD.
故答案为：（1）二氧化碳、氮气（2） 光合 （3） B D
变式1：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。
变式2：（2024八下·长兴期末）在小组合作学习过程中，某同学对氧气的相关问题以结构图的形式进行了如下梳理。
（1）自然界产生氧气的途径主要是 。
（2）可用排水法收集氧气，说明氧气具有 的性质。
（3）实验室可以用过氧化氢（）、氯酸钾（）、高锰酸钾（）等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有 ．
【答案】（1）光合作用
（2）不易溶于水
（3）氧元素
【解析】（1）根据光合作用释放氧气分析；
（2）根据氧气不易溶于水的性质分析；
（3）根据化学反应前后元素种类不变分析。
【解答】（1）自然界产生氧气的途径主要是光合作用。
（2）可用排水法收集氧气，说明氧气具有不易溶于水的性质。
（3）实验室可以用过氧化氢（）、氯酸钾（）、高锰酸钾（）等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有氧元素。
故答案为：（1）光合作用；（2）不易溶于水；（3）氧元素。
变式3：（2023八下·富阳期末）如图所示是氧循环示意图，图中箭头表示氧的流动方向，请根据图回答：
（1）写出使大气中氧含量增加的生物生理活动作用的文字表达式 。该过程所产生的氧气高于植物自身 所消耗的氧气。
（2）A过程主要有 。
①生物的呼吸作用 ②各种燃烧现象 ③微生物的氧化分解
（3）在我国北方的冬天，许多树的叶子都掉光了，光合作用的能力大大下降，但是北方人并不会感到缺氧，这是因为 。
【答案】（1）二氧化碳＋水 有机物＋氧气；呼吸作用
（2）①②③
（3）因为氧循环是全球性的，南方温暖环境下，植物进行光合作用制造氧气，通过大气流动进入北方，所以北方的人不会感到缺氧
【解析】呼吸作用的表达式：有机物+氧气 酶 二氧化碳+水+能量
【解答】（1） 使大气中氧含量增加的生物生理活动是光合作用，文字表达式为：二氧化碳＋水 有机物＋氧气；呼吸作用；
呼吸作用会消耗氧气，因此想要释放出氧气，则光合作用产生的氧气要高于植物自身呼吸作用消耗的氧气
（2）A过程是将氧气转化成二氧化碳，①呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳，①正确
②燃烧需要消耗氧气，如果是含碳的可燃物燃烧就会产生二氧化碳，②正确
③微生物的氧化分解实质为微生物的呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳，③正确
故选 ①②③
（3）对流层会发生对流运动，所以氧循环是全球性的，南方温暖环境下，植物进行光合作用制造氧气，通过大气流动进入北方，所以北方的人不会感到缺氧
故答案为：（1）二氧化碳＋水 有机物＋氧气呼吸作用 （2） ①②③
（3）因为氧循环是全球性的，南方温暖环境下，植物进行光合作用制造氧气，通过大气流动进入北方，所以北方的人不会感到缺氧
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：如图是生物圈中碳循环的示意图，下列分析不符合图中表示的信息的是( )
A．图中③表示的生理过程是呼吸作用
B．图中甲代表的生物是腐生细菌和真菌等微生物
C．图中①代表的生理过程是光合作用
D．在自然界中，生物遗体和排出物中的碳是不能循环利用的
【答案】D
【解析】图中：甲代表分解者--细菌和真菌， 乙代表生产者--植物，丙代表初级消费者--植食动物，丁代表次级消费者--肉食动物，①表示光合作用，②③表示呼吸作用。
【解答】A、③表示细胞利用氧，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，这个过程叫做植物的呼吸作用。该选项的分析符合图中表示的信息，不符合题意；
B、图中甲为细菌和真菌，能把动植物遗体分解成二氧化碳、水和无机盐，这些物质又能被植物吸收和利用，进而制造有机物，是生态系统中的分解者，对物质循环起着重要作用；该图中的食物链是：乙→丙→丁，所以丙是第二营养级，该选项的分析符合图中表示的信息，不符合题意；
C、①表示利用大气中的二氧化碳，所以表示光合作用，不符合题意；
D、在自然界中，碳是以二氧化碳的形式，不断地在无机环境和生物群落中循环着，符合题意。
故答案为：D。
变式1：（2024八下·浦江期末）“碳中和”是指某区域一定时间内二氧化碳排放总量与消耗总量相平衡．我国争取在2060年前实现“碳中和”目标．倡导“碳中和”有利于解决的环境问题是（ ）
A．水土流失 B．温室效应 C．臭氧空洞 D．白色污染
【答案】B
【解析】碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，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排放量，实现二氧化碳“零排放“。
【解答】“碳中和”通过植树造林、节能减排等形式，实现二氧化碳“零排放“，有利于解决温室效应，故B符合题意，而A、C、D不合题意。
故选B。
变式2：（2024八下·长兴期末）随着全球气候和环境污染的日益严重，以氢能、核聚变等新能源，以及智能电网、碳捕获等绿色技术将成为应对这些问题的重要手段：
（1）绿电制绿氢是一种利用可再生能源生产氧气的技术。比如：太阳能光解水，该方法是利用光伏等可再生能源发电，将光能转化为电能，再利用电解水制取氢气，最终转化为 能。
（2）低浓度瓦斯催化氧化及发电技术。实现当瓦斯浓度低于8%时，低浓度瓦斯发电机不能有效利用，进而催化氧化瓦斯(主要成分为甲烷气体)，使其在400℃以下时变成二氧化碳和水，其发生的主要化学方程式为 。
（3）生物质能发电之藻类发电技术。墨西哥初创公司设计出纳米技术增强型微藻生物建筑板，在排放源捕获二氧化碳流，藻类进行光合作用，实现简单的无机物制成 的物质转化。
（4）在日常生活中，我们可以如何践行“低碳生活”理念 。
【答案】（1）化学能
（2）CH4+2O2CO2+2H2O
（3）有机物
（4）略
【解析】（1）根据电解水时能量的转化分析；
（2）根据甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水分析；
（3）根据光合作用无机物转化为有机物分析；
（4）根据低碳生活符合节能、环保、减排等特点分析。
【解答】（1）利用电解水制取氢气，最终转化为化学能。
（2）甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，方程式为 CH4+2O2CO2+2H2O 。
（3）光合作用是将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，实现简单的无机物制成有机物的转化。
（4）共享单车出行，减少一次性餐具使用、纸张双面使用等都符合低碳生活。
故答案为：（1）化学能；（2）CH4+2O2CO2+2H2O；（3）有机物；（4）共享单车出行，减少一次性餐具使用、纸张双面使用等。
变式3：（2024八下·上城期末）我国提出2030年“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。碳中和：CCUS（碳捕集、利用与封存）是国际公认的三大减碳途径之一。
（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，该气体过度排放会引起的环境问题是 。
（2）碳捕集：浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微藻吸收二氧化碳进行光合作用，实现固碳。请写出微藻光合作用的文字表达式 。
（3）碳利用：19届亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇（CH3OH）作为主火炬塔燃料。回收CO2和H2催化反应合成绿色甲醇，反应过程如下：
CO2+3H2CH3OH+H2O 2CH3OH+3O22CO2+4H2O
请解释本次亚运会所用的“绿色零碳甲醇燃料被称为“零碳”的原因 。
（4）碳封存：重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，从而实现CO2的封存。请画出压入后的微观示意图。（用“●”表示CO2分子，用横线表示挡板。）
（5）为了助力“碳中和”，你的做法是 （写出一条）。
【答案】（1）温室效应
（2）
（3）甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，减少了二氧化碳的排放
（4）
（5）乘坐公共交通工具出行（合理即可）
【解析】（1）根据造成温室效应的主要气体进行分析；
（2）根据光合作用的原理分析；
（3）根据题文中两个反应方程式进行分析；
（4）根据气体被压缩后分子间距离减小进行分析；
（5）根据践行“碳中和”的方法进行分析。
【解答】（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，该气体过度排放会引起的环境问题是温室效应；
（2）利用微藻吸收二氧化碳进行光合作用，实现固碳，微藻光合作用的文字表达式为：；
（3）根据两个反应的方程式可知，本次亚运会所用的绿色零碳甲醇燃料被称为“零碳”的原因甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，减少了二氧化碳的排放；
（4）重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，从而实现CO2的封存，此过程仅仅是二氧化碳分子间距离变小，分子本身不变；压入后的微观示意图为：；
（5）为了助力“碳中和”，我们可以乘坐公共交通工具出行，少开私家家，减少使用一次性筷子等。
故答案为：（1）温室效应；（2）；（3）甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，减少了二氧化碳的排放；（4）；（5）乘坐公共交通工具出行（合理即可）。
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：（2024八下·临平月考）“白石”即石灰石，我国西晋时期张华所著的《博物志》中有“烧白石作白灰既讫……”的记载，在此过程中同时生成CO2。随着现代社会的高速发展，人类消耗的化石能源急剧增加，排入大气中的CO2越来越多。当大气中CO2等气体的含量不断上升，就会导致温室效应增强，全球气候变暖。
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四种重要途径。科学家预测，到2050年，四种途径对全球碳中和的贡献率如图所示。
请回答：
（1）《博物志》中所记载的“白灰”主要成分是CaO，烧白石的过程中发生的化学反应属于 （填基本反应类型）反应。
（2）能造成温室效应的气体除了二氧化碳，还有____。
A．氧气O2 B．甲烷CH4 C．氮气N2 D．臭氧O3
（3）实现碳封存的一种方法是“溶解填埋法”，将二氧化碳通入水中，能降低大气中二氧化碳的浓度，其主要原因是 （用化学方程式表示）。
（4）实现“碳中和”需要社会各界的共同努力，下列做法有利于实现这一目标的有____（可多选）。
A．种植乔木炭中和林
B．发展垃圾焚烧发电
C．煤燃烧前先脱硫处理
D．扩大水电等清洁能源产业规模
E．研发将二氧化碳转化为化工产品
【答案】（1）分解
（2）B；D
（3）CO2＋H2O＝H2CO3
（4）A；D；E
【解析】（1）根据反应物和生成物的种类和种数，确定反应的基本类型；
（2）根据温室效应的形成原因判断；
（3）根据二氧化碳和水的反应解答；
（4）根据对“碳中和”的措施的理解判断。
【解答】（1）烧白石的过程 ，即碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，由于生成物只有一种，因此为分解反应；
（2）能造成温室效应的气体除了二氧化碳，还有甲烷和臭氧，而氧气和氮气是空气的组成成分，故选BD；
（3）水和二氧化碳反应生成碳酸，方程式为： CO2＋H2O＝H2CO3 ；
（4）A.种植乔木炭中和林，可以减小二氧化碳含量，故A符合题意；
B.发展垃圾焚烧发电，会产生大量二氧化碳，故B不合题意；
C.煤燃烧前先脱硫处理，但是对二氧化碳的排放没有影响，故C不合题意；
D.扩大水电等清洁能源产业规模，减小化石能源的使用，可以减小二氧化碳的排放，故D符合题意；
E.研发将二氧化碳转化为化工产品，可以减小二氧化碳的含量，故E符合题意。
故选ADE。
变式1：我国科学家在南海发现了大量的“可燃冰”，它是甲烷在海底高压条件下形成的水合物，燃烧后仅会产生二氧化碳和水，是清洁能源。和石油、煤炭一样，“可燃冰”中的甲烷也是来源于古生物遗骸。科学家们还通过实验证明了甲烷产生的温室效应是二氧化碳的20倍。据此分析可以得出的观点，合理的是（ ）
A．大量使用“可燃冰”不会造成温室效应
B．海底甲烷逸漏会加剧温室效应
C．大力植树造林可以缓解温室效应是因为绿色植物在光合作用中制造了氧气
D．“可燃冰”被公认为是石油、煤炭的替代能源，且和石油、煤炭一样都是清洁能源
【答案】B
【解析】 温室效应，又称“花房效应”，是大气效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气温室效应也随之增强，其引发了一系列问题已引起了世界各国的关注。
【解答】A.材料中显示甲烷产生的温室效应是二氧化碳的20倍，所以大量使用“可燃冰”会造成温室效应，A错误；
B. 材料中显示甲烷产生的温室效应是二氧化碳的20倍，海底甲烷逸漏会加剧温室效应 ，B正确；
C.大力植树造林可以缓解温室效应是因为绿色植物在光合作用中利用了二氧化碳，C错误；
D.可燃冰”被公认为是石油、煤炭的替代能源，属于清洁能源，但是石油。煤炭不属于清洁能源，D错误；故答案为：B.
变式2：某同学设计实验验证二氧化碳的温室效应。
（1）该实验需将图示装置置于 (填“阳光下”或“黑暗中”)。
（2）红墨水的作用是 。
（3）A和B中的气体分别为 (填序号)。
①二氧化碳和二氧化碳 ②二氧化碳和空气 ③空气和空气
（4）根据实验设计，预计出现的现象是 。
【答案】（1）阳光下
（2）通过观察红墨水的移动方向来比较A、B装置温度的高低
（3）②
（4）红墨水向右移动
【解析】温室效应，又称“花房效应”，是大气效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题已引起了世界各国的关注。
【解答】（1）实验验证二氧化碳的温室效应，所以应该讲二氧化碳放在阳光下，这样红墨水的移动情况更明显；
（2）红墨水的作用是通过观察红墨水的移动方向来比较A、B装置温度的高低，体现了转化法的思想；
（3）实验验证二氧化碳的温室效应，所以一组为二氧化碳，一组为空气，形成对照，所以选②；
（4）二氧化碳吸收更多的太阳光，所以温度高，所以A中温度高，气体膨胀，B中温度相对较低，因此预测红墨水向右移动；
故答案为：（1） 阳光下 （2） 通过观察红墨水的移动方向来比较A、B装置温度的高低 （3） ② （4） 红墨水向右移动
变式3：联合国气候变化框架公约《京都议定书》要求发达国家限制CO2等温室气体的排放量，以控制日趋严重的温室效应。回答下列问题：
（1）绿色植物通过 作用吸收CO2，又通过 作用将CO2排放到大气中。
（2）科学家采用“组合转化"技术，将CO2和H2按一定比例混合，在催化剂的作用下发生反应，生成水和另外一种化工原料。根据该反应的化学方程式，写出另一种产物的化学式：
2CO2+6H2 +4H2O。
（3）为了缓解大气中CO2含量的增加，以下建议可行的是 (填字母)。
a．开发太阳能、水能、风能、地热能等新型能源
b．禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料
c．大量植树造林，禁止乱砍滥伐
【答案】（1）光合；呼吸
（2）C2H4
（3）a、c
【解析】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；呼吸作用是在活细胞中有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水并释放出能量的过程。
【解答】（1）光合作用可以吸收二氧化碳，释放氧气。呼吸用吸收氧气，放出二氧化碳。
（2）方程式的左边含有2个碳原子、4个氧原子和12个氢原子，右边有4个氧原子和8个氢原子，因此1个未知生成物分子中含有2个碳原子和4个氢原子。即未知生成物的化学式表示为2CO2+6H2C2H4+4H2O。
（3）二氧化碳含量过高会引起温室效应，所以应大量植树造林，或者是开发利用新能源，减少化石燃料的使用，但不能禁止使用煤、石油、天然气等化石能源。
1．（2024八下·义乌期末）我国在2060年要实现“碳中和”的目标。即通过新能源开发利用、节能减排、植树造林等形式，减少人类生产生活中产生的二氧化碳，达到相对“零排放”的目的。下列措施有助于降低碳排放的是（ ）
A．肆意焚烧田间秸秆 B．推广使用太阳能灶
C．使用大排量燃油车出行 D．直接排放工业废气
【答案】B
【解析】根据减少二氧化碳排放量，有助于保护环境，可以实现“碳中和”目标进行分析。
【解答】A.露天焚烧农作物秸秆，燃烧的过程中会有二氧化碳生成，不利于环境的保护，不能实现“碳中和”目标，故A错误；
B.推广使用太阳能等清洁能源，可以减少化石燃料的燃烧，可以减少二氧化碳排放量，有助于保护环境，可以实现“碳中和”目标，故B正确；
C.使用大排量燃油车，增加了汽油的用量，增加了二氧化碳排放量，不能实现“碳中和”目标，故C错误；
D.直接排放工业废气，会破坏环境，也不能实现“碳中和”目标，故D错误。
故选D。
2．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。
3．（2023八下·越城期末）下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法中，不正确的是（ ）
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．微粒观：化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少
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．守恒观：碳、氧循环过程中各元素质量守恒
【答案】B
【解析】A、根据碳氧循环指的是碳、氧元素分析；
B、根据化学反应前后原子种类和个数不变分析；
C、根据碳氧循环有利于维持氧气和二氧化碳的相对稳定分析；
D、根据化学变化遵循质量守恒定律分析。
【解答】A、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、化学反应前后原子种类和个数不变，化石燃料的燃烧不会使自然界中氧原子总数减少 ，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 ，不符合题意；
D、化学变化遵循质量守恒定律，碳、氧循环过程中各元素质量守恒 ，不符合题意；
故选B。
4．（2024八下·拱墅期末）如图所示为自然界中碳—氧循环简图。下列说法错误的是（ ）
A．从分类的角度看，CO2属于氧化物，Y属于有机物
B．从平衡的角度看，大气中二氧化碳和氧气含量基本不变
C．从能量的角度看，两种循环都只涉及化学能转化为内能
D．从微观的角度看，两种循环不会使自然界中的氧原子总数增加
【答案】C
【解析】A.根据物质的分类来分析；
B.根据碳-氧循环的意义来分析；
C.根据能量转化来分析；
D.根据质量守恒定律来分析
【解答】A.二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物；二氧化碳与水在光照的条件下在叶绿体内合成葡萄糖并释放氧气，则Y是葡萄糖，葡萄糖属于有机物，故A正确不合题意；
B.碳循环和氧循环维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，故B正确不合题意；
C.植物的光合作用是把二氧化碳和水在光照的条件下反应生成氧气和葡萄糖的过程，该过程中是将太阳能转化为化学能，故C错误符合题意；
D.由质量守恒定律可知，两种循环不会使自然界中的氧原子总数增加，故D正确不合题意。
故选C。
5．（2024八下·临平期末）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。
【解答】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；
故答案为：B。
6．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。
故选A。
8．（2024八下·三门期末）自然界中碳循环和氧循环如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．碳循环就是指二氧化碳的循环
B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C．碳、氧循环失衡不会影响人类的生存
D．植物的光合作用可以促进碳氧平衡
【答案】D
【解析】自然界中的碳循环概言之，就是碳元素以气体的形式通过光合作用和呼吸作用在自然界中循环，自然界中的氧气的含量随着生物呼吸、可燃物燃烧和物质（如食物、钢铁等）缓慢氧化等而不断减少，但又会随植物光合作用而不断增加，周而复始地进行着循环，结合题意进行分析判断。
【解答】A、碳循环是指碳元素在自然界的循环状态，而不是只有二氧化碳的循环，该选项叙述不正确；
B、氧气不仅可通过燃烧参与碳循环，还可通过光合作用参与碳循环，该选项叙述不正确；
C、空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应，则碳、氧循环失衡会影响人类的生存，该选项叙述不正确；
D、光合作用是指绿色植物利用光能，在叶绿体里，把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，并把光能转化成化学能储存在制造的有机物中的过程。植物的光合作用可以促进碳氧平衡，该选项叙述正确。
故答案为：D。
9．“碳达峰”指CO2排放量不再增加，“碳中和”指CO2排放量与减少量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。
这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力“碳达峰”“碳中和”目标的实现。回答下列问题。
（1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 （填“呼吸作用”“光合作用”或“蒸腾作用”）；
（2）下列做法有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标的是____（填序号）。
A．植树造林 B．少用一次性筷子 C．提倡绿色出行
【答案】（1）光合作用
（2）A；B；C
【解析】（1）根据绿色植物的光合作用分析。
（2）根据有助于实现“碳达峰"和“碳中和”目标的措施分析。
【解答】（1）绿色植物的光合作用是将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，因此题述过程类似于绿色植物的光合作用。
（2）植树造林、少用一次性筷子可以加大二氧化碳的吸收量，降低大气中二氧化碳的浓度，A、B有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标；
提倡绿色出行可以减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放，C有助于实现“碳达峰"和“碳中和”目标。
故答案为：ABC。
10．（2023八下·仙居期末）“碳中和”是指在一定时间内，通过植树造林等途径，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。我国提出2060年前实现碳中和的目标。如图所示是碳循环示意图，图中箭头表示碳的流动方向，请回答：
（1）“碳中和”中的碳主要指的是 。
（2）⑤的过程属于 （生理活动），其文字表达式为 。
（3）用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是______（填字母）。
A．变化观：每个人都在参与碳循环
B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒
C．微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧分子总数增加
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）二氧化碳
（2）光合作用；二氧化碳+水 有机物+氧气
（3）A；B；C；D
【解析】碳循环和氧循环分别是指含碳物质和含氧物质的循环。地球上所有的生物共有一个家，这就是生物圈。生物在生物圈中生存、繁衍，生物所需的物质（如水）和碳、氢、氧、氮等元素，在生态系统中不是单向传递，而是被反复利用的，我们称之为物质循环。
【解答】（1）“碳中和”中的碳主要指的是二氧化碳；
（2）植物光合作用，利用二氧化碳和水产生氧气和有机物； ⑤的过程属于光合作用，其文字表达式为 二氧化碳+水 有机物+氧气 ；
（3）用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是 A B C D ；
故答案为：（1） 二氧化碳 （2）光合作用 ； 二氧化碳+水 有机物+氧气 （3） A B C D
11．（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。
12．（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 。
13．（2023八下·滨江期末）在杭州亚运村西北侧的“世纪变”，成立了全省首个“电力能源碳中和技术示范基地”。这座变电站获得了权威机构颁发的《碳中和证书》，节能减碳成效已经获得认可，以上措施可缓解的环境问题是 。如图甲是小滨验证该问题的实验装置，在 (填“阳光”或“黑暗”)下一段时间后，可观察到水柱向 (填“左”或“右”)移动。此外，根据研究发现海洋吸收二氧化碳有三种方式(图乙)。
⑴自然溶解：大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是 季。
⑵植物固碳：近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是 。
⑶碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素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？
【答案】温室效应；阳光；左；冬；海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长；0.456亿
【解析】 温室效应，又称“花房效应”，是大气效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题已引起了世界各国的关注。
【解答】这座变电站获得了权威机构颁发的《碳中和证书》，节能减碳成效已经获得认可，以上措施可缓解的环境问题是温室效应。如图甲是小滨验证该问题的实验装置，在阳光下一段时间后，二氧化碳具有更好的保温效果，所以装二氧化碳的瓶子中温度高，气体膨胀，可观察到水柱向左移动。
（1） 海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是冬季。
（2）海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，制造的有机物无法维持生长；
（3）mc=m贝×95%×（40/100)= 4亿吨×0.95×0.4=1.52亿吨；
故答案为：温室效应、阳光、左、冬、海洋超过一定深度，光照弱，植物光合作用弱，无法维持生长、1.52亿；
14．（2023八下·杭州期末）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。如图是“生物圈碳一氧平衡”示意图，据图回答下列问题。
（1）“碳达峰”与”碳中和”中的“碳”指的物质是 。
（2）图中B所代表的生理活动是 。
（3）生活中良好的行为习惯也有助于完成”碳中和”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
（4）以下叙述不符合事实的是______(填字母)。
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
（5）2022年4月28日我国科学家在国际学术期刊《自然-催化》上发表成果——通过电催化与生物合成相结合，成功以二氧化碳和水为原料合成了葡萄糖和脂肪酸，为人工和半人工合成”粮食”提供了新路径，同时也有助于减缓温室效应。假设二氧化碳合成葡萄糖时碳元素的转化率为100%，合成3.6千克葡萄糖(C6H12O6)可以吸收 千克二氧化碳。
【答案】（1）二氧化碳或CO2
（2）呼吸作用
（3）A；C；D
（4）B
（5）5.28
【解析】
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。碳是构成生物的基本元素之一，自然界中的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，碳在自然界也是可以循环的。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】（2）图中B活动氧气进入生物，二氧化碳进入环境，由此可知，该生理活动是呼吸作用。
（3）A、外出时多步行或骑自行车，可以减少二氧化碳的产生与排放，符合题意；
B、产生纸质垃圾时焚烧处理，会产生更多的二氧化碳，不利于完成碳中和，不符合题意；
C、使用可循环的布袋购物，可以减少二氧化碳的产生与排放，符合题意；
D、植树造林，美化环境，可以增加二氧化碳的吸收，符合题意；
故答案为：ACD。
（4）A、碳-氧平衡是指生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡，故A符合事实，B不符合事实；
C、人类生活和工业生产加剧了生物圈中二氧化碳的排放，符合事实；
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，符合事实；
故答案为：B。
（5）碳元素的质量为，得y=5.28kg。
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：如图所示是自然界中的氧循环，请认真观察并根据图示回答有关问题。
（1）图示中氧循环涉及的物质中属于氧化物的是 ，空气的主要成分中没有参与图中循环的气体有 。
（2）在维持自然界的氧平衡的途径中，植物利用 作用吸收二氧化碳，产生氧气。
（3）下列说法中正确的有 。
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
C．空气中氧气的浓度越高越好 D．氧在自然界中既有单质，又有化合物
变式1：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。
变式2：（2024八下·长兴期末）在小组合作学习过程中，某同学对氧气的相关问题以结构图的形式进行了如下梳理。
（1）自然界产生氧气的途径主要是 。
（2）可用排水法收集氧气，说明氧气具有 的性质。
（3）实验室可以用过氧化氢（）、氯酸钾（）、高锰酸钾（）等作为反应物制取氧气，是因为它们都含有 ．
变式3：（2023八下·富阳期末）如图所示是氧循环示意图，图中箭头表示氧的流动方向，请根据图回答：
（1）写出使大气中氧含量增加的生物生理活动作用的文字表达式 。该过程所产生的氧气高于植物自身 所消耗的氧气。
（2）A过程主要有 。
①生物的呼吸作用 ②各种燃烧现象 ③微生物的氧化分解
（3）在我国北方的冬天，许多树的叶子都掉光了，光合作用的能力大大下降，但是北方人并不会感到缺氧，这是因为 。
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：如图是生物圈中碳循环的示意图，下列分析不符合图中表示的信息的是( )
A．图中③表示的生理过程是呼吸作用
B．图中甲代表的生物是腐生细菌和真菌等微生物
C．图中①代表的生理过程是光合作用
D．在自然界中，生物遗体和排出物中的碳是不能循环利用的
变式1：（2024八下·浦江期末）“碳中和”是指某区域一定时间内二氧化碳排放总量与消耗总量相平衡．我国争取在2060年前实现“碳中和”目标．倡导“碳中和”有利于解决的环境问题是（ ）
A．水土流失 B．温室效应 C．臭氧空洞 D．白色污染
变式2：（2024八下·长兴期末）随着全球气候和环境污染的日益严重，以氢能、核聚变等新能源，以及智能电网、碳捕获等绿色技术将成为应对这些问题的重要手段：
（1）绿电制绿氢是一种利用可再生能源生产氧气的技术。比如：太阳能光解水，该方法是利用光伏等可再生能源发电，将光能转化为电能，再利用电解水制取氢气，最终转化为 能。
（2）低浓度瓦斯催化氧化及发电技术。实现当瓦斯浓度低于8%时，低浓度瓦斯发电机不能有效利用，进而催化氧化瓦斯(主要成分为甲烷气体)，使其在400℃以下时变成二氧化碳和水，其发生的主要化学方程式为 。
（3）生物质能发电之藻类发电技术。墨西哥初创公司设计出纳米技术增强型微藻生物建筑板，在排放源捕获二氧化碳流，藻类进行光合作用，实现简单的无机物制成 的物质转化。
（4）在日常生活中，我们可以如何践行“低碳生活”理念 。
变式3：（2024八下·上城期末）我国提出2030年“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这体现了我国主动承担应对气候变化的国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。碳中和：CCUS（碳捕集、利用与封存）是国际公认的三大减碳途径之一。
（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，该气体过度排放会引起的环境问题是 。
（2）碳捕集：浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微藻吸收二氧化碳进行光合作用，实现固碳。请写出微藻光合作用的文字表达式 。
（3）碳利用：19届亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇（CH3OH）作为主火炬塔燃料。回收CO2和H2催化反应合成绿色甲醇，反应过程如下：
CO2+3H2CH3OH+H2O 2CH3OH+3O22CO2+4H2O
请解释本次亚运会所用的“绿色零碳甲醇燃料被称为“零碳”的原因 。
（4）碳封存：重庆合川实验基地通过将气态CO2压入地下变为液态CO2，从而实现CO2的封存。请画出压入后的微观示意图。（用“●”表示CO2分子，用横线表示挡板。）
（5）为了助力“碳中和”，你的做法是 （写出一条）。
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：（2024八下·临平月考）“白石”即石灰石，我国西晋时期张华所著的《博物志》中有“烧白石作白灰既讫……”的记载，在此过程中同时生成CO2。随着现代社会的高速发展，人类消耗的化石能源急剧增加，排入大气中的CO2越来越多。当大气中CO2等气体的含量不断上升，就会导致温室效应增强，全球气候变暖。
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四种重要途径。科学家预测，到2050年，四种途径对全球碳中和的贡献率如图所示。
请回答：
（1）《博物志》中所记载的“白灰”主要成分是CaO，烧白石的过程中发生的化学反应属于 （填基本反应类型）反应。
（2）能造成温室效应的气体除了二氧化碳，还有____。
A．氧气O2 B．甲烷CH4 C．氮气N2 D．臭氧O3
（3）实现碳封存的一种方法是“溶解填埋法”，将二氧化碳通入水中，能降低大气中二氧化碳的浓度，其主要原因是 （用化学方程式表示）。
（4）实现“碳中和”需要社会各界的共同努力，下列做法有利于实现这一目标的有____（可多选）。
A．种植乔木炭中和林
B．发展垃圾焚烧发电
C．煤燃烧前先脱硫处理
D．扩大水电等清洁能源产业规模
E．研发将二氧化碳转化为化工产品
变式1：我国科学家在南海发现了大量的“可燃冰”，它是甲烷在海底高压条件下形成的水合物，燃烧后仅会产生二氧化碳和水，是清洁能源。和石油、煤炭一样，“可燃冰”中的甲烷也是来源于古生物遗骸。科学家们还通过实验证明了甲烷产生的温室效应是二氧化碳的20倍。据此分析可以得出的观点，合理的是（ ）
A．大量使用“可燃冰”不会造成温室效应
B．海底甲烷逸漏会加剧温室效应
C．大力植树造林可以缓解温室效应是因为绿色植物在光合作用中制造了氧气
D．“可燃冰”被公认为是石油、煤炭的替代能源，且和石油、煤炭一样都是清洁能源
变式2：某同学设计实验验证二氧化碳的温室效应。
（1）该实验需将图示装置置于 (填“阳光下”或“黑暗中”)。
（2）红墨水的作用是 。
（3）A和B中的气体分别为 (填序号)。
①二氧化碳和二氧化碳 ②二氧化碳和空气 ③空气和空气
（4）根据实验设计，预计出现的现象是 。
变式3：联合国气候变化框架公约《京都议定书》要求发达国家限制CO2等温室气体的排放量，以控制日趋严重的温室效应。回答下列问题：
（1）绿色植物通过 作用吸收CO2，又通过 作用将CO2排放到大气中。
（2）科学家采用“组合转化"技术，将CO2和H2按一定比例混合，在催化剂的作用下发生反应，生成水和另外一种化工原料。根据该反应的化学方程式，写出另一种产物的化学式：
2CO2+6H2 +4H2O。
（3）为了缓解大气中CO2含量的增加，以下建议可行的是 (填字母)。
a．开发太阳能、水能、风能、地热能等新型能源
b．禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料
c．大量植树造林，禁止乱砍滥伐
1．（2024八下·义乌期末）我国在2060年要实现“碳中和”的目标。即通过新能源开发利用、节能减排、植树造林等形式，减少人类生产生活中产生的二氧化碳，达到相对“零排放”的目的。下列措施有助于降低碳排放的是（ ）
A．肆意焚烧田间秸秆 B．推广使用太阳能灶
C．使用大排量燃油车出行 D．直接排放工业废气
2．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
3．（2023八下·越城期末）下列关于“碳循环”和“氧循环”的说法中，不正确的是（ ）
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．微粒观：化石燃料的燃烧会使自然界中的氧原子总数减少
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．守恒观：碳、氧循环过程中各元素质量守恒
4．（2024八下·拱墅期末）如图所示为自然界中碳—氧循环简图。下列说法错误的是（ ）
A．从分类的角度看，CO2属于氧化物，Y属于有机物
B．从平衡的角度看，大气中二氧化碳和氧气含量基本不变
C．从能量的角度看，两种循环都只涉及化学能转化为内能
D．从微观的角度看，两种循环不会使自然界中的氧原子总数增加
5．（2024八下·临平期末）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
6．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
8．（2024八下·三门期末）自然界中碳循环和氧循环如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．碳循环就是指二氧化碳的循环
B．氧气只有通过燃烧才能参与碳循环
C．碳、氧循环失衡不会影响人类的生存
D．植物的光合作用可以促进碳氧平衡
9．“碳达峰”指CO2排放量不再增加，“碳中和”指CO2排放量与减少量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。
这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力“碳达峰”“碳中和”目标的实现。回答下列问题。
（1）利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 （填“呼吸作用”“光合作用”或“蒸腾作用”）；
（2）下列做法有助于实现“碳达峰”和“碳中和”目标的是____（填序号）。
A．植树造林 B．少用一次性筷子 C．提倡绿色出行
10．（2023八下·仙居期末）“碳中和”是指在一定时间内，通过植树造林等途径，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。我国提出2060年前实现碳中和的目标。如图所示是碳循环示意图，图中箭头表示碳的流动方向，请回答：
（1）“碳中和”中的碳主要指的是 。
（2）⑤的过程属于 （生理活动），其文字表达式为 。
（3）用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是______（填字母）。
A．变化观：每个人都在参与碳循环
B．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒
C．微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧分子总数增加
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
11．（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 。
12．（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 。
13．（2023八下·滨江期末）在杭州亚运村西北侧的“世纪变”，成立了全省首个“电力能源碳中和技术示范基地”。这座变电站获得了权威机构颁发的《碳中和证书》，节能减碳成效已经获得认可，以上措施可缓解的环境问题是 。如图甲是小滨验证该问题的实验装置，在 (填“阳光”或“黑暗”)下一段时间后，可观察到水柱向 (填“左”或“右”)移动。此外，根据研究发现海洋吸收二氧化碳有三种方式(图乙)。
⑴自然溶解：大气中的二氧化碳能不断地溶解到海水中。研究表明，海水温度越低，单位体积溶解的二氧化碳越多。一年四季中，单位体积海水中溶解二氧化碳最多的是 季。
⑵植物固碳：近海滩涂上的红树林、海洋浮游植物等通过光合作用吸收二氧化碳，最终这些碳元素随着植物残体沉积到海底。植物固碳只能发生在海洋的浅层，超过一定深度不能发生，其原因是 。
⑶碳酸盐泵：贝壳类、珊瑚等海洋生物将碳元素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？
14．（2023八下·杭州期末）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。如图是“生物圈碳一氧平衡”示意图，据图回答下列问题。
（1）“碳达峰”与”碳中和”中的“碳”指的物质是 。
（2）图中B所代表的生理活动是 。
（3）生活中良好的行为习惯也有助于完成”碳中和”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
（4）以下叙述不符合事实的是______(填字母)。
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
（5）2022年4月28日我国科学家在国际学术期刊《自然-催化》上发表成果——通过电催化与生物合成相结合，成功以二氧化碳和水为原料合成了葡萄糖和脂肪酸，为人工和半人工合成”粮食”提供了新路径，同时也有助于减缓温室效应。假设二氧化碳合成葡萄糖时碳元素的转化率为100%，合成3.6千克葡萄糖(C6H12O6)可以吸收 千克二氧化碳。
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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