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（含解析）

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
【题型1】自然界的碳循环
【典型例题】我国努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。某校化学小组开展了“低碳有我”实践活动。根据下图，下列说法错误的是(　　)
A.低碳中的“碳”指碳元素
B.实现“碳中和”可从两方面进行：a．减少碳排放；b．增加消耗
C.通过绿色植物的光合作用可以消耗
D.要减少能源使用对大气中含量的影响，可以捕集能源使用过程中产生的，进行封存处理
【举一反三1】促进“碳”吸收：如图是自然界中碳循环的示意图。二氧化碳自然吸收的途径是(　　)
A.①③ B.②⑤ C.③④ D.②④
【举一反三2】“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。
(1)物理固碳：CO2可被压缩成液态，封存在地质结构中、从微观角度来看，CO2被压缩，发生改变的是　　　　　。
(2)自然界化学固碳：
①海水能吸收大量的CO2，写出水与CO2反应的符号表达式　　　　。
②绿色植物通过　　　　吸收CO2。
(3)工业生产中CO2资源化利用
杭州亚运会开幕式使用的一种液体火炬燃料——“零碳甲醇”(CH3OH)，备受瞩目，它是实现“碳中和”理念的重要途径，过程如上图所示：写出生产零碳甲醇的符号表达式　　　　，该流程中可循环利用的物质是　　　　。
【举一反三3】我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。某活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。
[活动一]调查碳循环
（1）观察图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有 　　　　　　　　　 　（写一条即可）。
（2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少碳排放；②　　　　　　　　　 　。
（3）调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是 　 　（选填字母序号）。
A.严禁使用化石燃料
B.改进技术，提高能效
C.捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理
D.寻找开发新能源
[活动二]探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
（4）图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，X的数值为 　　　　　　；分析图3可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 　 　（选填装置序号）。
（5）“碳封存”技术也是实现“碳中和”的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下，实现二氧化碳的封存。从微观角度分析，这一技术能够实现的原因是 　　　　　 　。
【题型2】二氧化碳对生活和环境的影响
【典型例题】2024年我国将继续加强生态文明建设，推进绿色低碳发展。深入践行绿水青山就是金山银山的理念，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，建设人与自然和谐共生的美丽中国。下列做法不符合这一理念的是（　　）
A.加高烟囱排放工业废气
B.在黄河沿岸大力植树造林
C.开发太阳能、水能、风能等新型能源
D.外卖、网购等包装用品分类回收，综合利用
【举一反三1】保护环境人人有责。下列做法不利于实现“碳达峰、碳中和”的是（　　）
A.积极植树造林 B.使用清洁能源 C.焚烧废弃塑料 D.分类回收垃圾
【举一反三2】[科普阅读]
CO2等温室气体是引起气候变化的主要原因，《联合国气候变化框架公约》是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放，以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约。各国科学家们也加强了对CO2创新利用的研究。我国提出争取2030年前达到碳达峰，2060年实现“碳中和”的目标。“碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零。
科学家经过研究发现可以将CO2转化成甲醇（CH3OH）等资源，CO2和氢气在一定条件下生成甲醇和水。一定条件下，该反应在有、无分子筛膜时甲醇产率随温度变化如图所示。
（1）写出CO2合成甲醇的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　 　。
（2）“碳”封存：将二氧化碳气体压缩成液态或固态，此变化为 　　　　　 　（填“物理变化”或“化学变化”），然后压入地下玄武岩中，从微观角度解释二氧化碳气体能被压缩成液态或固态的原因 　　　　　　　　　　。
（3）下列说法正确的是 　 　（填字母）。
A.碳中和中的“碳”指的是碳单质
B.碳中和指的是没有碳排放
C.推广使用太阳能、风能等新能源代替化石燃料，可以减少CO2的排放
D.大气中CO2过多会导致温室效应，也会造成酸雨
（4）由图可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 　　　　　　　　　　　　　 　。
（5）“低碳”生活，从我做起！日常生活中，你有什么低碳的做法？　　　　　　　　　　　　　 　。
【举一反三3】“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术。我国能源消耗的70%来自于煤炭。每年的排放量大约1600万吨，运用“碳捕捉与封存”技术，这些将不会进入大气。下图是碳捕捉与封存示意图，回答下列问题：
(1)二氧化碳由　　　　(填微粒的名称)构成。
(2)“碳捕捉与封存”技术有利于控制的　　　　增强。
(3)煤(主要成分是碳)在高温下充分燃烧，发生反应的化学方程式为　　　　。
(4)将分离聚集的压入地下的过程中，分子间隔会　　　　。
(5)将封入蓄水层中发生的反应为，该反应的基本反应类型是　　　　。
【举一反三4】我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念，某中学开展“我为低碳做贡献”的实践活动。
任务一：了解自然界中CO2循环
(1)从如图可见，导致大气中 CO2含量急剧增多的主要过程是　　　　；
任务二：探究吸收CO2的途径
［作出假设］小航同学：自然界有大量海水，能充分吸收大气中过多的CO2
小娟同学：可用石灰水吸收大气中过多的CO2；
小博同学：可用NaOH溶液吸收大气中过多的CO2。
［进行实验］如图所示，向充满CO2的塑料瓶中分别加入等量的液体，迅速拧紧瓶盖振荡。实验现象记录如下表。
［分析评价］
(2)实验①发生反应的化学方程式为　　　　 ；
(3)实验②的实验现象为　　　　 ；
(4)请评估小航同学的观点所存在的问题或风险，并阐述理由：　　　　 。
任务三：寻找利用CO2的新途径
［搜集资料］我国李灿院士主导研发的全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范项目在兰州成功运行。核心原理是将CO2与H2在一定条件下转化为绿色燃料甲醇()和 H2O
(5)写出该反应的化学方程式　　　　 。
任务四：制定低碳行动方案
(6)写出日常生活中符合“低碳”理念的做法：　　　　 (写出一种即可)。
【举一反三5】依据下文，回答下列问题。
N2O是一种温室气体，由于N2O在大气中的存留时间长，大气中N2O含量过高会加剧全球变暖。在大棚蔬菜、农产品生产中施用石灰氮(CaCN2)，能减少土壤中N2O的排放。石灰氮在土壤中与水反应生成氢氧化钙和氰氨(H2CN2)，氰氨可进一步与水反应生成尿素
CO2是另一种温室气体，减少CO2的排放，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所示。
(1)写出一种温室气体　　　　。
(2)氰氨与水反应生成尿素 的化学方程式为　　　　　　　　。
(3)由图可知，到2050年，4种途径中对全球碳中和的贡献率排在第一位的是　　　　。
(4)碳封存：自然界吸收二氧化碳的主要途径是　　　　　作用；海水吸收二氧化碳使其酸性增强的原因　　　　　　　　　　　(填化学方程式)。
(5)碳中和需要每一个人的努力，请你列举一条生产生活中减少碳排放的措施：　　　　。
【题型3】碳达峰、碳中和目标的实现
【典型例题】 “碳中和”是指单位或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段，抵消这部分碳排放。达到“净零排放”目的。以下措施不能实现“碳中和”目标的是（　　）
A.推广使用新能源汽车
B.更多地利用太阳能等清洁能源
C.植树造林，增加植被面积
D.过年过节多燃放烟花炮竹来庆祝
【举一反三1】我国提出争取在2060年实现碳中和，碳中和对于保护环境至关重要。碳中和指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（　　）
A.提高化石燃料的燃烧利用率
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.用乙醇汽油作为车用燃料
D.研发催化剂将CO2转化为甲醇（CH3OH）
【举一反三2】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
【举一反三3】阅读短文，回答下列问题。
我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目2023年6月1日投放使用，截至11月中旬已累计封存二氧化碳超过2 000万立方米。这是继我国海上二氧化碳封存领域从无到有重要突破之后的又一重要节点，为后续CCS工作积累了经验，奠定了未来“岸碳入海”的技术支撑和现实条件。
海上二氧化碳封存是指将采油过程中伴生的二氧化碳“捕获”并且“封存”在海底的工程，其原理是通过高碳原油生产井、生产处理系统、二氧化碳压缩机等设备，将油田开发伴生的二氧化碳捕获、分离，进行加压和干燥，使之变成介于气体和液体之间的超临界状态（超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳，粘度小，流动快，接近气态二氧化碳），最后通过回注井将二氧化碳回注至海床之下的咸水层中，实现长期稳定封存。
（1）我国宣布在2060年前实现“碳中和”，“碳封存”与“碳转化”是实现“碳中和”目标不可或缺的重要技术选择。“碳中和”中的“碳”是指________（写化学式）。海上二氧化碳封存示范工程项目属于______________（“碳中和”“碳封存”或“碳转化”）。
（2）①下列对超临界二氧化碳的理解正确的是__________（填字母）。
A.超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同
B.超临界二氧化碳容易燃烧
C.同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大
D.超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变
②为了防止对输送管道内部造成腐蚀。输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等，同时对二氧化碳进行干燥处理。请分析二氧化碳需要干燥的原因：______________
_________。
（3）利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。
在一定条件下，利用新型电解装置将二氧化碳和水转化为甲酸（HCOOH），同时生成氧气，该反应的化学方程式为 _________________________________________________。
【举一反三4】二氧化碳是一种温室气体，其过量排放导致全球变暖日益引起人们的关注。
(1)为了控制大气中二氧化碳的含量，以下措施不可行的是 (填字母)。
a.开发新能源 b.禁止使用化石燃料
c.大力植树造林 d.大力发展公共交通
(2)我国科研人员研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如下图所示。
①计算(CH2)n中碳、氢元素的质量比。
②X是一种单质，请写出X的化学式。
③在一定条件下，Ⅰ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，请写出该反应的化学方程式。
④这项研究成果的重要意义是什么？从中你能得到什么启示？
【举一反三5】将从排放源捕集的二氧化碳注入海底，是一项二氧化碳封存技术。查阅资料，从技术、成本、海底封存能力和对海洋生态环境的潜在影响等方面，分析这项技术的优点与不足，并与同学交流。
【题型4】一氧化碳、二氧化碳性质的比较
【典型例题】有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是（　　）
A.金刚石和石墨都是黑色固体
B.金刚石和石墨都具有可燃性
C.CO和CO2可用闻气味的方法区分
D.CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似
【举一反三1】下列有关碳及碳的化合物正确的是（　　）
A.碳的单质都是黑色固体
B.二氧化碳与一氧化碳能相互转化
C.金刚石和石墨中碳原子排列方式相同
D.含碳元素的化合物一定是有机化合物
【举一反三2】下列说法不正确的是(　　)
A.根据微粒观：氯酸钾是由钾离子、氯离子和氧离子构成的
B.转化观：金属镁在一定条件下可以转化为氧化镁
C.根据结构观：一氧化碳和二氧化碳性质不同是因为两者的分子构成不同
D.根据守恒观：高锰酸钾加热后固体质量的减少量即为产生氧气的量
【举一反三3】下列有关碳和碳的氧化物的说法中，错误的是（　　）
A.工业中利用活性炭脱色以制白糖
B.二氧化碳能使干燥的石蕊纸花变红
C.碳和一氧化碳都能还原氧化铜
D.二氧化碳和一氧化碳在一定条件下可相互转化
【举一反三4】下列关于碳和碳的氧化物的正确的是（　　）
A.C60是由碳原子直接构成的物质
B.CO2易溶于水，可以用来制碳酸饮料
C.碳单质都是黑色
D.CO是具有还原性的可燃性气体
比较二氧化碳和一氧化碳的性质，填写下表。
【举一反三5】
判断下列说法是否正确。
【举一反三6】(1)一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同　　　　。
(2)一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同　　　　。
【举一反三7】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　　　　。
【题型5】碳三角及其转化关系
【典型例题】A～E是初中化学常见的物质，其中A是相对分子质量为16的有机物，A在空气中不完全燃烧生成D，常温下C和D是组成元素相同的气体，其中C可用于灭火，E在空气中的含量居第二位。它们之间的相互转化关系如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A.A是CH4
B.E→E→C只能通过化合反应实现
C.E是由地壳中含量最多的元素组成的单质
D.C→D反应的化学方程式可为CO2+C2CO
【举一反三1】碳和碳的化合物间转化关系如图所示，“→”表示物质间可以发生转化。下列说法正确的是（　　）
A.反应CO2→CO吸收热量
B.反应CaCO3→CO2，一定是分解反应
C.反应C→CO2，一定是C的燃烧
D.反应H2CO3→CO2，一定需要加热
【举一反三2】碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。下列有关说法正确的是(　　)
A.碳单质物理性质相似
B.CO和CO2可以相互转化
C.CO2和CO均可用于灭火
D.CO2和CO均是空气污染物
【举一反三3】《天工开物》中有“凡石灰经火焚炼为用”的记载，这里的“石灰”指的是石灰石。上述记载涉及的主要反应的化学方程式为 ，反应的类型为 。
【举一反三4】甲、乙、丙、丁均为初中化学常见物质，且含有相同的元素。其中甲和乙的组成元素相同，乙的固体叫作“干冰”，丙是石灰石的主要成分，丁是相对分子质量最小的氧化物，它们在一定条件下的部分转化关系如图所示。乙→甲的基本反应类型属于　　　　；丙→丁的化学方程式为　　　　；从微观角度解释甲、乙性质有差异的原因是　　　　。
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
【典型例题】我国努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。某校化学小组开展了“低碳有我”实践活动。根据下图，下列说法错误的是(　　)
A.低碳中的“碳”指碳元素
B.实现“碳中和”可从两方面进行：a．减少碳排放；b．增加消耗
C.通过绿色植物的光合作用可以消耗
D.要减少能源使用对大气中含量的影响，可以捕集能源使用过程中产生的，进行封存处理
【答案】A
【举一反三1】促进“碳”吸收：如图是自然界中碳循环的示意图。二氧化碳自然吸收的途径是(　　)
A.①③ B.②⑤ C.③④ D.②④
【答案】B
【举一反三2】“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。
(1)物理固碳：CO2可被压缩成液态，封存在地质结构中、从微观角度来看，CO2被压缩，发生改变的是　　　　　。
(2)自然界化学固碳：
①海水能吸收大量的CO2，写出水与CO2反应的符号表达式　　　　。
②绿色植物通过　　　　吸收CO2。
(3)工业生产中CO2资源化利用
杭州亚运会开幕式使用的一种液体火炬燃料——“零碳甲醇”(CH3OH)，备受瞩目，它是实现“碳中和”理念的重要途径，过程如上图所示：写出生产零碳甲醇的符号表达式　　　　，该流程中可循环利用的物质是　　　　。
【答案】(1)分子之间的间隔
(2)CO2+H2O→H2CO3　　光合作用
(3)　水(或H2O)
【解析】(1)从微观角度来看，CO2被压缩，发生改变的是分子之间的间隔，受压后，分子之间的间隔变小；
(2)①海水能吸收大量的CO2，即二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应的符号表达式为CO2+H2O→H2CO3；
(3)由题图可知，生产零碳甲醇的反应为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，该反应的符号表达式为；该流程中，水既是反应物，又是生成物，因此该流程中可循环利用的物质是水。
【举一反三3】我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。某活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。
[活动一]调查碳循环
（1）观察图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有 　　　　　　　　　 　（写一条即可）。
（2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少碳排放；②　　　　　　　　　 　。
（3）调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是 　 　（选填字母序号）。
A.严禁使用化石燃料
B.改进技术，提高能效
C.捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理
D.寻找开发新能源
[活动二]探究碳“捕捉”
根据二氧化碳的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图2所示实验，装置a端连接气压传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图3所示。
（4）图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，X的数值为 　　　　　　；分析图3可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 　 　（选填装置序号）。
（5）“碳封存”技术也是实现“碳中和”的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下，实现二氧化碳的封存。从微观角度分析，这一技术能够实现的原因是 　　　　　 　。
【答案】（1）光合作用（合理即可）；（2）增加二氧化碳消耗；（3）A；（4）30；丙；（5）分子间有间隔。
【解析】（1）观察图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有光合作用、海水吸收等；
（2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少碳排放，②增加二氧化碳消耗；（3）化石燃料仍然是目前主要的能源，严禁使用化石燃料会严重影响人们的生活，故A符合题意；改进技术，提高能效可以节约能源，减少二氧化碳的排放，故B不符合题意；捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理可以减少二氧化碳对环境的影响，故C不符合题意；寻找开发新能源，减少化石燃料的使用，可以减少二氧化碳的排放，故D不符合题意；
（4）根据对照实验的变量唯一性的原则可知，图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，X的数值为30，最后烧瓶内气压越小，“捕捉“二氧化碳效果越好，则分析图3可知“捕捉“二氧化碳效果最好的是丙；
（5）某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下，实现二氧化碳的封存，从微观角度分析，这一技术能够实现的原因是分子间有间隔。
【题型2】二氧化碳对生活和环境的影响
【典型例题】2024年我国将继续加强生态文明建设，推进绿色低碳发展。深入践行绿水青山就是金山银山的理念，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，建设人与自然和谐共生的美丽中国。下列做法不符合这一理念的是（　　）
A.加高烟囱排放工业废气
B.在黄河沿岸大力植树造林
C.开发太阳能、水能、风能等新型能源
D.外卖、网购等包装用品分类回收，综合利用
【答案】A
【解析】加高烟囱排放工业废气，不能减少空气污染物总量、二氧化碳的排放，不符合绿色低碳的理念，故A正确；在黄河沿岸大力植树造林，能增加二氧化碳的消耗量，符合绿色低碳的理念，故B错误；开发太阳能、水能、风能等新型能源，能减少二氧化碳的排放等，符合绿色低碳的理念，故C错误；外卖、网购等包装用品分类回收，综合利用，能节约资源、减少二氧化碳的排放等，符合绿色低碳的理念，故D错误。
【举一反三1】保护环境人人有责。下列做法不利于实现“碳达峰、碳中和”的是（　　）
A.积极植树造林 B.使用清洁能源 C.焚烧废弃塑料 D.分类回收垃圾
【答案】C
【解析】积极植树造林能吸收二氧化碳，降低二氧化碳的含量，利于实现碳中和，故A不符合题意。使用清洁能源，降低二氧化碳的排放总量利于实现碳中和，故B不符合题意。焚烧废弃塑料能产生大量的空气污染物，不利于实现碳中和，故C符合题意。分类回收垃圾，防止污染环境，节约资源，降低二氧化碳的排放总量利于实现碳中和，故D不符合题意。
【举一反三2】[科普阅读]
CO2等温室气体是引起气候变化的主要原因，《联合国气候变化框架公约》是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放，以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约。各国科学家们也加强了对CO2创新利用的研究。我国提出争取2030年前达到碳达峰，2060年实现“碳中和”的目标。“碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零。
科学家经过研究发现可以将CO2转化成甲醇（CH3OH）等资源，CO2和氢气在一定条件下生成甲醇和水。一定条件下，该反应在有、无分子筛膜时甲醇产率随温度变化如图所示。
（1）写出CO2合成甲醇的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　 　。
（2）“碳”封存：将二氧化碳气体压缩成液态或固态，此变化为 　　　　　 　（填“物理变化”或“化学变化”），然后压入地下玄武岩中，从微观角度解释二氧化碳气体能被压缩成液态或固态的原因 　　　　　　　　　　。
（3）下列说法正确的是 　 　（填字母）。
A.碳中和中的“碳”指的是碳单质
B.碳中和指的是没有碳排放
C.推广使用太阳能、风能等新能源代替化石燃料，可以减少CO2的排放
D.大气中CO2过多会导致温室效应，也会造成酸雨
（4）由图可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为 　　　　　　　　　　　　　 　。
（5）“低碳”生活，从我做起！日常生活中，你有什么低碳的做法？　　　　　　　　　　　　　 　。
【答案】（1）CO2+3H2CH3OH+H2O；（2）物理变化；分子之间有间隔；
（3）C；（4）温度为210℃，有分子筛膜；（5）步行或骑自行车上下学（合理即可）。
【解析】（1）CO2和氢气在一定条件下生成甲醇和水，化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O；
（2）将二氧化碳气体压缩成液态或固态，此变化只是二氧化碳状态的改变，没有新物质生成，属于物理变化；从微观角度解释二氧化碳气体能被压缩成液态或固态，是因为分子之间有间隔，受压后，分子间的间隔发生改变；
（3）碳达峰、碳中和中的“碳”指的是二氧化碳，故A不正确；“碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零，并不是没有碳排放，故B不正确；推广使用太阳能、风能等新能源代替化石燃料，可以减少化石燃料的使用，可以减少CO2的排放，故C正确；大气中CO2过多会导致温室效应增强，不会造成酸雨，故D不正确；
（4）由图可知，为提高甲醇的产率，合成甲醇应选择的最佳条件为有分子筛膜、温度为210℃，因为此时甲醇产率最高；
（5）日常生活中的低碳行为有：步行或骑自行车上下学，减少私家车的使用，可以减少二氧化碳的排放。
【举一反三3】“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术。我国能源消耗的70%来自于煤炭。每年的排放量大约1600万吨，运用“碳捕捉与封存”技术，这些将不会进入大气。下图是碳捕捉与封存示意图，回答下列问题：
(1)二氧化碳由　　　　(填微粒的名称)构成。
(2)“碳捕捉与封存”技术有利于控制的　　　　增强。
(3)煤(主要成分是碳)在高温下充分燃烧，发生反应的化学方程式为　　　　。
(4)将分离聚集的压入地下的过程中，分子间隔会　　　　。
(5)将封入蓄水层中发生的反应为，该反应的基本反应类型是　　　　。
【答案】(1)二氧化碳分子
(2)温室效应
(3)
(4)变小
(5)化合反应
【解析】(1)二氧化碳是由二氧化碳分子构成的物质。
(3)碳在高温下充分燃烧，与氧气反应生成二氧化碳，化学方程式为：。
(4)将分离聚集的CO2压入地下，是对气体施加压力，气体被压缩，分子间间隔会变小。
(5)该反应由两种物质反应生成一种物质，属于基本反应类型中的化合反应。
【举一反三4】我国力争在2060年前实现碳中和。为践行碳中和理念，某中学开展“我为低碳做贡献”的实践活动。
任务一：了解自然界中CO2循环
(1)从如图可见，导致大气中 CO2含量急剧增多的主要过程是　　　　；
任务二：探究吸收CO2的途径
［作出假设］小航同学：自然界有大量海水，能充分吸收大气中过多的CO2
小娟同学：可用石灰水吸收大气中过多的CO2；
小博同学：可用NaOH溶液吸收大气中过多的CO2。
［进行实验］如图所示，向充满CO2的塑料瓶中分别加入等量的液体，迅速拧紧瓶盖振荡。实验现象记录如下表。
［分析评价］
(2)实验①发生反应的化学方程式为　　　　 ；
(3)实验②的实验现象为　　　　 ；
(4)请评估小航同学的观点所存在的问题或风险，并阐述理由：　　　　 。
任务三：寻找利用CO2的新途径
［搜集资料］我国李灿院士主导研发的全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范项目在兰州成功运行。核心原理是将CO2与H2在一定条件下转化为绿色燃料甲醇()和 H2O
(5)写出该反应的化学方程式　　　　 。
任务四：制定低碳行动方案
(6)写出日常生活中符合“低碳”理念的做法：　　　　 (写出一种即可)。
【答案】(1)化石燃料的燃烧
(2)CO2+H2O=H2CO3
(3)瓶子变瘪，形变最大，有白色沉淀生成
(4)海水吸收二氧化碳后生成碳酸，改变了海水的酸碱性，危及海洋生物的生存
(5)
(6)乘坐公共交通工具，减少私家车的出行
【解析】(3)二氧化碳和饱和石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙，同时瓶内压强减小，故实验②的实验现象为瓶子变瘪，形变较大，有白色沉淀生成；
(4)海水吸收二氧化碳后，会使海水酸化，危及海洋生物的生存，故评估小航同学的观点所存在的问题或风险的理由是海水吸收二氧化碳后生成碳酸，改变了海水的酸碱性，危及海洋生物的生存；
(5)CO2与H2在一定条件下转化为绿色燃料甲醇(CH3OH)和H2O，反应的化学方程式为：；
(6)生活中二氧化碳的排放主要来源是化石燃料的使用，所以低碳生活主要是降低二氧化碳的排放，则可以乘坐公共交通工具，减少私家车的出行，故日常生活中符合“低碳”理念的做法是乘坐公共交通工具，减少私家车的出行。
【举一反三5】依据下文，回答下列问题。
N2O是一种温室气体，由于N2O在大气中的存留时间长，大气中N2O含量过高会加剧全球变暖。在大棚蔬菜、农产品生产中施用石灰氮(CaCN2)，能减少土壤中N2O的排放。石灰氮在土壤中与水反应生成氢氧化钙和氰氨(H2CN2)，氰氨可进一步与水反应生成尿素
CO2是另一种温室气体，减少CO2的排放，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所示。
(1)写出一种温室气体　　　　。
(2)氰氨与水反应生成尿素 的化学方程式为　　　　　　　　。
(3)由图可知，到2050年，4种途径中对全球碳中和的贡献率排在第一位的是　　　　。
(4)碳封存：自然界吸收二氧化碳的主要途径是　　　　　作用；海水吸收二氧化碳使其酸性增强的原因　　　　　　　　　　　(填化学方程式)。
(5)碳中和需要每一个人的努力，请你列举一条生产生活中减少碳排放的措施：　　　　。
【答案】(1)CO2
(2)H2CN2+H2O=CO(NH2)2
(3)碳替代
(4)光合　CO2+H2O=H2CO3
(5)步行上学
【解析】(2)氰氨和水反应生成尿素，化学方程式为H2CN2+H2O=CO(NH2)2；
(4)自然界吸收二氧化碳的主要途径是光合作用；海水吸收二氧化碳使其酸性增强的原因是水与二氧化碳反应生成碳酸，该反应的化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3；
(5)生产生活中减少碳排放的措施：选择公共交通工具、骑行或步行代替私家车出行；植树种草等。
【题型3】碳达峰、碳中和目标的实现
【典型例题】 “碳中和”是指单位或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段，抵消这部分碳排放。达到“净零排放”目的。以下措施不能实现“碳中和”目标的是（　　）
A.推广使用新能源汽车
B.更多地利用太阳能等清洁能源
C.植树造林，增加植被面积
D.过年过节多燃放烟花炮竹来庆祝
【答案】D
【解析】燃放烟花炮竹来庆祝，会产生大量的二氧化碳、空气污染物等，不能实现“碳中和”目标。
【举一反三1】我国提出争取在2060年实现碳中和，碳中和对于保护环境至关重要。碳中和指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（　　）
A.提高化石燃料的燃烧利用率
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.用乙醇汽油作为车用燃料
D.研发催化剂将CO2转化为甲醇（CH3OH）
【答案】D
【解析】化石燃料燃烧会产生二氧化碳，提高化石燃料的燃烧利用率，不会减少二氧化碳的排放，不能促进碳中和；可燃冰（甲烷的水合物）、乙醇都含有碳元素，大量使用，会释放出大量的二氧化碳，不利于碳中和；研发催化剂将CO2转化为甲醇（CH3OH），有利于二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的排放，可以促进碳中和。
【举一反三2】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。
【举一反三3】阅读短文，回答下列问题。
我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目2023年6月1日投放使用，截至11月中旬已累计封存二氧化碳超过2 000万立方米。这是继我国海上二氧化碳封存领域从无到有重要突破之后的又一重要节点，为后续CCS工作积累了经验，奠定了未来“岸碳入海”的技术支撑和现实条件。
海上二氧化碳封存是指将采油过程中伴生的二氧化碳“捕获”并且“封存”在海底的工程，其原理是通过高碳原油生产井、生产处理系统、二氧化碳压缩机等设备，将油田开发伴生的二氧化碳捕获、分离，进行加压和干燥，使之变成介于气体和液体之间的超临界状态（超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳，粘度小，流动快，接近气态二氧化碳），最后通过回注井将二氧化碳回注至海床之下的咸水层中，实现长期稳定封存。
（1）我国宣布在2060年前实现“碳中和”，“碳封存”与“碳转化”是实现“碳中和”目标不可或缺的重要技术选择。“碳中和”中的“碳”是指________（写化学式）。海上二氧化碳封存示范工程项目属于______________（“碳中和”“碳封存”或“碳转化”）。
（2）①下列对超临界二氧化碳的理解正确的是__________（填字母）。
A.超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同
B.超临界二氧化碳容易燃烧
C.同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大
D.超临界二氧化碳存在于特定的条件下，条件改变，状态改变
②为了防止对输送管道内部造成腐蚀。输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等，同时对二氧化碳进行干燥处理。请分析二氧化碳需要干燥的原因：______________
_________。
（3）利用二氧化碳资源开发化工原料，合成化工产品，有着广阔的前景。
在一定条件下，利用新型电解装置将二氧化碳和水转化为甲酸（HCOOH），同时生成氧气，该反应的化学方程式为 _________________________________________________。
【答案】（1）CO2　　碳封存
（2）①CD　　②二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能与不锈钢或低铬钢发生反应
（3）
【解析】（1）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳，“低碳”是指较低的二氧化碳排放，二氧化碳的化学式为CO2；海上二氧化碳封存是指将采油过程中伴生的二氧化碳“捕获”并且“封存”在海底的工程，故海上二氧化碳封存示范工程项目属于碳封存。
（2）①超临界二氧化碳是二氧化碳的一种特殊状态，和二氧化碳均是由C、O元素组成，A错误；超临界二氧化碳和二氧化碳均是由二氧化碳分子构成，均不燃烧、不支持燃烧，B错误；超临界状态二氧化碳密度高，接近液态二氧化碳，粘度小，流动快，接近气态二氧化碳，故同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大，C正确；超临界二氧化碳是通过加压和干燥得到的介于气体和液体之间的超临界状态，存在于特定的条件下，条件改变，状态改变，D正确。②二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能与不锈钢或低铬钢发生反应，所以需要对二氧化碳进行干燥处理。
（3）二氧化碳和水在一定条件下反应生成甲酸和氧气，该反应的化学方程式为。
【举一反三4】二氧化碳是一种温室气体，其过量排放导致全球变暖日益引起人们的关注。
(1)为了控制大气中二氧化碳的含量，以下措施不可行的是 (填字母)。
a.开发新能源 b.禁止使用化石燃料
c.大力植树造林 d.大力发展公共交通
(2)我国科研人员研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如下图所示。
①计算(CH2)n中碳、氢元素的质量比。
②X是一种单质，请写出X的化学式。
③在一定条件下，Ⅰ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，请写出该反应的化学方程式。
④这项研究成果的重要意义是什么？从中你能得到什么启示？
【答案】(1)b　(2)①6:1　②H 　　④意义：有效降低化石能源的消耗，缓解化石能源短缺问题；二氧化碳的利用，有助于早日实现碳中和目标，实现人类社会可持续发展等(或其他合理答案)。
启示：化学是推动社会可持续发展的重要力量，我国在相关研究领域取得了重要进展(或其他合理答案)。
【举一反三5】将从排放源捕集的二氧化碳注入海底，是一项二氧化碳封存技术。查阅资料，从技术、成本、海底封存能力和对海洋生态环境的潜在影响等方面，分析这项技术的优点与不足，并与同学交流。
【答案】可从海底封存二氧化碳的方式、封存地点的选择、封存技术的成熟度、对海洋生物多样性和食物链结构的影响等角度思考。
【题型4】一氧化碳、二氧化碳性质的比较
【典型例题】有关碳及碳的氧化物的说法中，正确的是（　　）
A.金刚石和石墨都是黑色固体
B.金刚石和石墨都具有可燃性
C.CO和CO2可用闻气味的方法区分
D.CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似
【答案】B
【解析】金刚石是无色透明的固体，石墨是灰黑色的固体，故A错误；金刚石和石都属于碳的单质，都具有可燃性，故B正确；CO和CO2都是无色、无味的气体，不能用闻气味的方法区分，故C错误；物质的结构决定物质的性质，CO和CO2都是由分子构成的，但分子的构成不同，决定了化学性质不相似。
故D错误。
【举一反三1】下列有关碳及碳的化合物正确的是（　　）
A.碳的单质都是黑色固体
B.二氧化碳与一氧化碳能相互转化
C.金刚石和石墨中碳原子排列方式相同
D.含碳元素的化合物一定是有机化合物
【答案】B
【解析】碳的单质不都是黑色固体，如石墨是深灰色的，故A错误；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B正确；金刚石和石墨中碳原子排列方式不同，故C错误；含碳元素的化合物不一定是有机化合物，碳的氧化物、碳酸盐、碳酸虽含碳元素，但其性质与无机物类似，因此把它们看作是无机物，故D错误。
【举一反三2】下列说法不正确的是(　　)
A.根据微粒观：氯酸钾是由钾离子、氯离子和氧离子构成的
B.转化观：金属镁在一定条件下可以转化为氧化镁
C.根据结构观：一氧化碳和二氧化碳性质不同是因为两者的分子构成不同
D.根据守恒观：高锰酸钾加热后固体质量的减少量即为产生氧气的量
【答案】A
【解析】氯酸钾是由钾离子和氯酸根离子构成的，A 错误。
【举一反三3】下列有关碳和碳的氧化物的说法中，错误的是（　　）
A.工业中利用活性炭脱色以制白糖
B.二氧化碳能使干燥的石蕊纸花变红
C.碳和一氧化碳都能还原氧化铜
D.二氧化碳和一氧化碳在一定条件下可相互转化
【答案】B
【解析】活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，工业中利用活性炭脱色以制白糖，故A正确；二氧化碳不能使干燥的石蕊纸花变红，故B错误；碳和一氧化碳都具有还原性，都能还原氧化铜，故C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D正确。
【举一反三4】下列关于碳和碳的氧化物的正确的是（　　）
A.C60是由碳原子直接构成的物质
B.CO2易溶于水，可以用来制碳酸饮料
C.碳单质都是黑色
D.CO是具有还原性的可燃性气体
【答案】D
【解析】C60是由分子构成的单质，故A错误；由于二氧化碳能与水化合生成碳酸，可以用来制碳酸饮料，故B错误；碳单质不一定都是黑色，金刚石是无色的，故C错误；CO是具有还原性的可燃性气体，故D正确。
比较二氧化碳和一氧化碳的性质，填写下表。
【举一反三5】
【答案】
判断下列说法是否正确。
【举一反三6】(1)一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同　　　　。
(2)一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同　　　　。
【答案】(1)正确
(2)错误
【举一反三7】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。
【题型5】碳三角及其转化关系
【典型例题】A～E是初中化学常见的物质，其中A是相对分子质量为16的有机物，A在空气中不完全燃烧生成D，常温下C和D是组成元素相同的气体，其中C可用于灭火，E在空气中的含量居第二位。它们之间的相互转化关系如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A.A是CH4
B.E→E→C只能通过化合反应实现
C.E是由地壳中含量最多的元素组成的单质
D.C→D反应的化学方程式可为CO2+C2CO
【答案】B
【解析】A是相对分子质量为16的有机物，故A是甲烷，A在空气中不完全燃烧生成D，则是水、二氧化碳和一氧化碳的一种，常温下C和D是组成元素相同的气体，其中C可用于灭火，故C是二氧化碳，D是一氧化碳，B是水，E在空气中的含量居第二位，故E是氧气，带入框图，推断合理；A是甲烷，A正确；E→E→C不一定只能通过化合反应实现，B错误；E是氧气，是由地壳中含量最多的元素组成的单质，C正确；C→D反应的化学方程式可为CO2+C2CO，D正确。
【举一反三1】碳和碳的化合物间转化关系如图所示，“→”表示物质间可以发生转化。下列说法正确的是（　　）
A.反应CO2→CO吸收热量
B.反应CaCO3→CO2，一定是分解反应
C.反应C→CO2，一定是C的燃烧
D.反应H2CO3→CO2，一定需要加热
【答案】A
【解析】碳与二氧化碳高温还原反应生成一氧化碳，反应过程需要吸收热量，故A正确；反应CaCO3→CO2，碳酸钙高温反应生成氧化钙和水，该反应属于分解反应，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，该反应属于复分解反应，不一定是分解反应，故B不正确；反应C→CO2，碳与氧气在点燃条件下充分反应生成二氧化碳，碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，不一定是碳燃烧，故C不正确；碳酸在常温下不稳定分解生成二氧化碳和水，反应过程不需要加热，故D不正确；
【举一反三2】碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。下列有关说法正确的是(　　)
A.碳单质物理性质相似
B.CO和CO2可以相互转化
C.CO2和CO均可用于灭火
D.CO2和CO均是空气污染物
【答案】B
【举一反三3】《天工开物》中有“凡石灰经火焚炼为用”的记载，这里的“石灰”指的是石灰石。上述记载涉及的主要反应的化学方程式为 ，反应的类型为 。
【答案】↑　分解反应
【举一反三4】甲、乙、丙、丁均为初中化学常见物质，且含有相同的元素。其中甲和乙的组成元素相同，乙的固体叫作“干冰”，丙是石灰石的主要成分，丁是相对分子质量最小的氧化物，它们在一定条件下的部分转化关系如图所示。乙→甲的基本反应类型属于　　　　；丙→丁的化学方程式为　　　　；从微观角度解释甲、乙性质有差异的原因是　　　　。
【答案】化合反应　　分子的构成不同
【解析】甲、乙、丙、丁均为初中化学常见物质，且含有相同的元素。乙的固体叫作“干冰”，则乙是二氧化碳；甲和乙的组成元素相同，则甲是一氧化碳；丙是石灰石的主要成分，则丙是碳酸钙；丁是相对分子质量最小的氧化物，则丁是水。乙→甲过程中，二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，反该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应；丙→丁的过程中，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质最小粒子。二氧化碳、一氧化碳都是由分子构成，从微观角度解释甲(二氧化碳)、乙(一氧化碳)性质有差异的原因是分子构成不同。