5.3自然界中的碳循环同步练习 （含解析） 沪教版化学九年级上册

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5.3自然界中的碳循环
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．自然界能减少大气中含量的途径是
A．火山喷发 B．森林着火 C．光合作用 D．碳酸分解
2．2024年6月5日是第53个世界环境日，今年我国环境日的主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法不符合该理念的是
A．就地焚烧塑料垃圾
B．鼓励乘坐公交车或骑自行车出行
C．植树种草，增加绿地面积
D．能源结构向多元、清洁和低碳方向转型
3．超临界CO2流体是一种具有和水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂，被誉为“绿色环保溶剂”。下列说法正确的是
①超临界CO2是自然界中存在的物质，它参与自然界的碳元素循环
②超临界CO2流体可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
③超临界CO2流体性质特殊，因此，与干冰的化学组成不同
④超临界CO2流体是一种特殊的物质，容易燃烧
A．①② B．②④ C．①③ D．①②③④
4．2024年3月，“绿色化工”研讨会在上海举办，下列做法对环境保护不利的是
A．增加绿化面积 B．使用清洁能源
C．发展公共交通 D．就地深埋垃圾
5．某小组利用如图装置进行木炭与氧化铜的实验，酒精灯加金属网罩是为了提高火焰温度。下列说法错误的是
A．该反应说明木炭具有还原性
B．反应过程中，黑色氧化铜变为红色固体
C．该反应中，化合价降低的是铜元素和碳元素
D．装置中发生反应：
6．下列变化需要空气中的氧气参与的是
A．白磷在空气中自燃 B．植物的光合作用
C．澄清石灰水在空气中变质 D．饼干在空气变软
7．中国首口海上二氧化碳捕集、利用与封存井，3月24日在位于珠江口盆地的恩平15-1平台开钻。下列有关二氧化碳的说法不正确的是
A．农作物秸秆就地焚烧不利于二氧化碳的利用
B．二氧化碳由一个碳原子和两个氧原子构成
C．二氧化碳捕集、利用与封存有利于实现碳中和
D．通过化学与生物催化相结合的方式，可将二氧化碳高效转化为淀粉
8．碳循环和氧循环是指含碳元素物质和含氧元素物质的循环。下列说法正确的是
A．变化观：不是每个人都在参与碳循环
B．守恒观：自然界中的碳、氧循环过程中各元素质量不一定守恒
C．微粒观：光合作用能使自然界中的二氧化碳分子总数增加
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
9．图1、图2是自然界中碳、氧循环简图。下列说法错误的是

A．图1中的转化1是化合反应
B．绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能
C．碳、氧循环有利于维持大气中O2和CO2含量相对稳定
D．依据转化1和3可知，反应物相同反应条件不同时生成物一定不同
10．水循环、碳循环和氧循环对保持生态平衡有重要作用。下列叙述正确的是
A．水循环主要是由于水分子的间隔发生变化，通过水的三态变化实现的
B．碳循环和氧循环过程均发生了化学变化，如呼吸作用、光合作用
C．碳循环中的过程中大气中的二氧化碳含量保持相对稳定
D．“碳循环”“氧循环”以及“水循环”都是独立循环，彼此之间没有关联
11．如图是自然界中碳、氧循环图（X为H2CO3，Y为C6H12O6）。下列说法错误的是
A．图一把CO2通入紫色石蕊溶液中溶液变红，说明二氧化碳显酸性
B．图二转化1是降低空气中二氧化碳含量的主要方法
C．图一、图二对比说明，反应物相同，反应条件不同，产物不同
D．碳循环和氧循环有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
12．一种以 CO2为原料生产炭黑的物质转化如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．反应 I 发生后，固体物质所含氧元素质量分数变大
B．反应Ⅱ发生后，碳元素化合价升高
C．反应Ⅱ中，FeO 与 C 的质量比为 18∶1
D．整个循环过程可将 CO2转化为 C 和 O2
二、非选择题
13．大自然中产生二氧化碳的主要途径有 等，消耗二氧化碳的途径主要有 。科学家普遍认为，大气中二氧化碳含量增加会导致 ，从而使两极冰川融化，海平面升高，海水上涨，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临被海水淹没的危险。这叫“ ”。
14．实验是科学探究的重要方式，请结合图示回答下列问题：
(1)图1中仪器②的名称是 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，若想控制反应速率，可选择图1的装置为 （填字母），反应的化学方程式为 。
(3)用图2装置进行CO2性质的探究实验。
①开始反应后可以观察到澄清石灰水 ，发生的化学方程式为 。
②观察到浸有紫色石蕊溶液的纸花变成红色，使紫色石蕊纸花变色的物质是 （填化学式）。
③导管末端观察到b处燃烧的小木条先熄灭，a处燃烧的小木条后熄灭，说明二氧化碳的物理性质是 。
【跨学科实践】
(4)兴趣小组利用实验室制取二氧化碳的原理发明与生活相关的装置，设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置，如图3所示。气量调节阀能控制气体的流量，B瓶的作用是 。绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环；为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，最好将导管口放置于鱼缸 的位置（填“1”、“2”或“3”）。
(5)CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图4所示。生成CH4的总反应化学方程式为 。
15．请结合下图回答：
(1)图中“蒸发”环节属于 （填“物理变化”或“化学变化”），水分子在该过程中 （选填编号）。
A．间隔变大 B．分解成氢、氧原子 C．质量增大
(2)图中⑤⑥⑦⑧消耗氧气的途径有 ；（选填编号）
(3)有关二氧化碳的功过相对论：
①“过”：随着大气中二氧化碳含量的增大，会导致 ；
②“功” ：（任写一条）
(4)用学科观点分析碳循环和氧循环，其中正确的是_____（选填编号）
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，其化合价不变
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．微粒观：绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
(5)大气中溶于水是自然界“碳循环”的重要环节。一位同学进行了模拟实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①向充满二氧化碳的软塑料瓶中注入约1/3体积的蒸馏水，拧紧瓶塞后振荡。 二氧化碳能溶于水
②继续向瓶中滴加紫色石蕊溶液，振荡 二氧化碳能与水反应，反应的化学方程式：
【反思评价】
Ⅰ.甲同学认为步骤②还有待完善，补充了对照实验：将一朵纸花用紫色石蕊浸润后干燥，再通入干燥的二氧化碳气体，现象是 ，说明步骤②的结论是正确的。
Ⅱ.通过上述探究，同学们提出可以用海水吸收二氧化碳，乙同学却认为这种方法存在弊端，理由是 。
Ⅲ.为减少大气中二氧化碳含量，我们可以采取哪些措施？（至少写一条） 。
(6)研究发现，水在光和催化剂（TiO2）的条件下，可产生氢气和氧气，请写出化学方程式 。将氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应合成甲醇，并通过后续反应合成淀粉，从而实现碳转化。
《5.3自然界中的碳循环》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A A D C A B D D B
题号 11 12
答案 A D
1．C
【详解】A、火山喷发会释放大量CO2等气体，增加大气中的CO2含量，故A错误；
B、森林着火时，燃烧有机物会生成CO2，增加大气中的CO2含量，故B错误；
C、光合作用是植物吸收CO2，将其转化为有机物和氧气的过程，直接减少大气中的CO2，故C正确；
D、碳酸分解会释放CO2，增加大气中的CO2含量，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】A、就地焚烧塑料垃圾会产生大量有害气体和烟尘，污染空气，不符合 “全面推进美丽中国建设” 的理念，A选项正确；
B、鼓励乘坐公交车或骑自行车出行，能减少汽车尾气排放，降低能源消耗，有利于环境保护，符合该理念，B选项错误；
C、植树种草，增加绿地面积，可以净化空气、保持水土、调节气候等，对环境有益，符合该理念，C选项错误；
D、能源结构向多元、清洁和低碳方向转型，能减少对传统化石能源的依赖，降低碳排放，减少环境污染，符合该理念，D选项错误。
故选：A。
3．A
【详解】①超临界CO2只是二氧化碳的一种形态，CO2是自然界中存在的物质，二氧化碳是植物的光合作用的原料，也是动植物的呼吸作用的产物，它参与自然界的碳元素循环，故正确；
②超临界CO2流体可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂，因超临界CO2流体是一种具有和水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂，所以超临界二氧化碳能做溶剂，故正确；
③超临界CO2只是二氧化碳的一种形态，与干冰的化学组成相同，故错误；
④超临界CO2只是二氧化碳的一种形态，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，因此超临界二氧化碳也不燃烧且不支持燃烧，故错误。
故正确的为①②，选A。
4．D
【详解】A、增加绿化面积，可以美化环境、净化空气，有利于保护环境，故A不符合题意；
B、使用清洁能源，减少化石燃料的使用，减少有害气体排放，利于环境保护，故B不符合题意；
C、发展公共交通，提倡绿色出行，有利于保护环境，故C不符合题意；
D、就地深埋垃圾，会造成环境污染，不利于保护环境，故D符合题意。
故选D。
5．C
【详解】A、在该反应中，木炭夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜被还原为铜，这说明木炭具有还原性，A 正确。
B、由于反应生成了铜，铜是红色固体，而反应物氧化铜是黑色固体，所以反应过程中黑色氧化铜变为红色固体，B 正确。
C、在反应中，铜元素的化合价从 + 2价降低到0价；碳元素的化合价从0价升高到 + 4价，C 错误。
D、装置中发生的反应就是木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为，D 正确。
故选C。
6．A
【详解】A、白磷自燃是白磷与氧气接触、温度达到着火点自发燃烧的过程，有氧气参加反应，符合题意；
B、植物的光合作用是叶绿素在光照的条件下消耗二氧化碳生成氧气，氧气是生成物，不符合题意；
C、澄清石灰水在空气中变质原理是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，没有氧气参与反应，不符合题意；
D、饼干在空气变软是由于饼干吸收空气中的水的缘故，没有氧气参与，不符合题意。
故选：A。
7．B
【详解】A、秸秆焚烧会增加二氧化碳排放不利于其资源化利用。 故A正确；
B、一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成，二氧化碳这种物质并非直接由碳原子和氧原子构成， 故B不正确；
C、二氧化碳捕集、利用与封存有助于实现碳中和，故C正确；
D、化学与生物催化结合可将转化 为淀粉， 故D正确。
故选B。
8．D
【详解】A、每个人都在进行呼吸作用，呼吸作用吸收氧气，放出二氧化碳，故每个人都在参与碳循环，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，故自然界中的碳、氧循环过程中各元素质量守恒，不符合题意；
C、光合作用消耗二氧化碳，放出氧气，故光合作用能使自然界中的二氧化碳分子总数减少，不符合题意；
D、碳循环和氧循环通过光合作用（吸收二氧化碳，释放氧气）和呼吸作用（吸收氧气、释放二氧化碳）等过程相互调节，有助于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，防止浓度失衡，符合题意。
故选D。
9．D
【详解】A、转化1是二氧化碳和水反应生成碳酸，该反应符合“多变一”，属于化合反应，故A正确；
B、绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，故B正确；
C、碳、氧循环实现二氧化碳和氧气的转化，有利于维持大气中O2和CO2含量相对稳定，故C正确；
D、转化1和3的反应物相同，反应条件不同，生成物不同，但不是所有的反应都如此，例如：过氧化氢加热生成水和氧气，过氧化氢在二氧化锰的作用下生成水和氧气，反应物相同，反应条件不同，生成物也相同，故D错误。
故选D。
10．B
【详解】A、水的天然循环是通过其三态变化实现的、太阳为水分子提供了能量，在水的三态变化的过程中，水分子自身的能量、运动的速率、相互的间隔发生了改变，但水分子构成的原子数量、种类及组合方式没有发生改变，故A说法错误；
B、碳循环和氧循环过程中均有新物质生成，发生了化学变化，呼吸作用过程中，有机物和氧气反应生成水和二氧化碳等物质，光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，所以光合作用和呼吸都参与碳、氧循环，故B说法正确；
C、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定，不仅仅是碳循环，故C说法错误；
D、“碳循环”“氧循环”以及“水循环”彼此之间有密切关联，礼物“碳循环”与“氧循环”有着密切的关系，如绿色植物的光合作用就是吸收二氧化碳，释放出氧气，故D说法错误。
故选B。
11．A
【详解】A、图一把CO2通入紫色石蕊溶液中溶液变红，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红色，不能说明二氧化碳显酸性，故A说法错误；
B、图二的转化1中二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成葡萄糖和氧气，是光合作用，是降低空气中二氧化碳含量的主要方法，故B说法正确；
C、图一中二氧化碳和水反应生成碳酸，图二中二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下转化为葡萄糖和氧气，反应物相同，反应条件不同，产物不同，故C说法正确；
D、碳循环和氧循环分别是指含碳物质和含氧物质的循环，有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定，故D说法正确；
故选：A。
12．D
【详解】A、反应I是四氧化三铁在太阳能、高温作用下生成氧气和氧化亚铁，化学方程式为，由于产生了氧气，固体物质所含氧元素质量分数变小，错误；
B、反应Ⅱ是二氧化碳和氧化亚铁在一定条件下转化为C和四氧化三铁，反应前碳元素为+4价，反应后为0价，故碳元素化合价降低，错误；
C、反应Ⅱ是二氧化碳和氧化亚铁在一定条件下转化为C和四氧化三铁，化学方程式为：，故FeO与C的质量比为 。错误；
D、根据物质转化图所示，整个循环过程可将CO2转化为C和O2，正确；
故选D。
13． 化石燃料的燃烧、动植物的呼吸 植物的光合作用 气温升高 温室效应
【详解】大自然中产生二氧化碳的主要途径有化石燃料的燃烧、动植物的呼吸等，消耗二氧化碳的途径主要有植物的光合作用，科学家普遍认为，大气中二氧化碳含量增加会导致气温升高，从而使两极冰川融化，海平面升高，海水上涨，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临被海水淹没的危险。这叫“温室效应”。
14．(1)锥形瓶
(2) C
(3) 澄清石灰水变浑浊 密度比空气大
(4) 反映供气速度 光合 3
(5)
【详解】（1）由图可知，仪器②为锥形瓶；
（2）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，应选用固液常温型发生装置，装置C能通过分液漏斗控制滴加液体速率，从而控制反应速率，故选C；
大理石中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：；
（3）①二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，使澄清石灰水变浑浊，故始反应后可以观察到澄清石灰水变浑浊；方程式为：
②二氧化碳与试纸上的水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊变红，故填：；
③导管末端观察到b处燃烧的小木条先熄灭，a处燃烧的小木条后熄灭，说明二氧化碳密度比空气大；
（4）如图3所示。气量调节阀能控制气体的流量，通过B瓶冒泡速率的快慢，反映供气速度；
绿色植物在生态箱中通过呼吸作用（吸收氧气，释放二氧化碳）和光合作用（吸收二氧化碳，释放氧气）参与碳循环；
为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，进行光合作用，二氧化碳应与水草接触，所以最好将导管口放置于鱼缸3的位置；
（5）CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应最终生成CH4和H2O，方程式为：。
15．(1) 物理变化 A
(2)⑦⑧/⑧⑦
(3) 温室效应 灭火
(4)AC
(5) 瓶子变瘪 紫色的石蕊溶液变红色 CO2+H2O=H2CO3 试纸不变色 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，影响海洋生物的生存 乘坐公共交通工具（答案不唯一）
(6)2H2O2H2↑+O2↑
【详解】（1）蒸发过程中没有产生新物质，属于物理变化，在蒸发过程中，水分子间隔变大；
（2）图中⑤⑥⑦⑧消耗氧气的途径有⑦呼吸作用，⑧化石燃料的燃烧，⑤蒸腾没有生成新物质，不属于化学变化，⑥光合作用消耗二氧化碳生成氧气；
（3）随着大气中二氧化碳含量的增大，会导致温室效应，同时二氧化碳可用于灭火、生产汽水、化肥等；
（4）A、每个人都有呼吸作用，故每个人都在参与碳、氧循环，故正确；
B、碳、氧循环过程中各元素守恒，化合价发生改变，如光合作用中，氧元素的化合价发生了改变，故错误；
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，故正确；
D、由质量守恒定律可知，化学反应中原子的种类与数目保持不变，故错误。
故填：AC；
（5）二氧化碳能溶于水，若向充满二氧化碳的软塑料瓶中注入约三分之一体积的蒸馏水，拧紧瓶塞后振荡， 会观察到瓶子变瘪；
二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊溶液变红色，化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3；
[反思评价]I.甲同学认为步骤②还有待完善，补充了对照实验：将一朵纸花用紫色石蕊浸润后干燥，再通入干燥的二氧化碳气体，现象是试纸不变色，说明步骤②的结论是正确的；
II.用海水吸收二氧化碳，这种方法存在弊端，理由是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，影响海洋生物的生存；
III.为减少大气中二氧化碳含量的做法有乘坐公共交通工具出行或开发利用新能源、植树造林等；
（6）水在光和催化剂(TiO2)的条件下，可产生氢气和氧气，化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑。
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