九年级化学上册第3节 自然界中的碳循环（分层作业）（解析版）

第3节自然界中的碳循环分层作业1．六安万佛湖是国家5A级旅游景区，也是市民休闲的好去处。下列关于万佛湖湖水的说法，错误的是A．万佛湖湖水不可以直接饮用B．过滤可以除去万佛湖湖水中的泥沙C．合理施用农药、化肥，可减少对万佛湖的水体污染D．用活性炭可将万佛湖湖水软化【答案】D【解析】本题考查水的净化、污染和软化的相关知识，属于初中化学内容。下面逐一分析每个选项：A、万佛湖湖水是天然水体，可能含有细菌、病毒、泥沙、有机物等杂质，直接饮用可能导致健康问题（如腹泻或感染）。因此，湖水必须经过净化处理（如沉淀、过滤、消毒）才能饮用。故A说法正确。B、过滤是水的净化方法之一，利用滤纸或滤网等物理手段，能有效除去水中的不溶性固体杂质（如泥沙）。湖水中的泥沙属于不溶性杂质，过滤可以将其分离。故B说法正确；C、农药和化肥的过量使用会导致水体富营养化（知识点：富营养化是指水中氮、磷等营养物质过多，引起藻类大量繁殖，消耗水中氧气，破坏生态平衡）。合理施用农药和化肥，能减少其流失到水体中，从而降低污染风险。故C说法正确；D、活性炭的作用是吸附水中的色素、异味和部分有机物（如吸附净化），但它不能除去水中的钙、镁离子（知识点：水的软化是指降低水中钙、镁离子的含量，减少水垢形成；软化方法包括煮沸或使用离子交换树脂，活性炭不具备此功能）。因此，活性炭无法软化湖水。故D说法错误。故选：D。2．绿色植物进行光合作用时，吸收的气体是A．N2 B．O2 C．CO2 D．Ne【答案】C【解析】光合作用是绿色植物在光照条件下，利用叶绿素将二氧化碳（CO2）和水（H2O）转化为有机物（如葡萄糖）并释放氧气（O2）的过程。因此，植物吸收的气体是二氧化碳（CO2）。C正确。故选C。3．自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是A．三种循环都伴随着能量的变化，碳循环中的“碳”是指碳元素B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配C．三大循环过程中元素守恒，且元素化合价不变D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生【答案】C【解析】A.三种循环都伴随着能量的变化，碳循环中的“碳”是指碳元素，不是碳单质，此选项正确；B.水的天然循环通过蒸发、降水等过程，蒸发时杂质被留下，降水提供淡水，实现自身净化；同时，水从海洋到陆地再返回海洋，完成水资源的重新分配，此选项正确；C.化学反应中元素种类和原子数目不变，所以元素守恒，但化合价不一定不变，如：氧循环中，氧的化合价也会变化，例如O2中的氧为0价，在H2O或CO2中氧为-2价。因此，三大循环中元素守恒正确，但化合价不一定不变，此选项错误；D.水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生

水的天然循环涉及蒸发（液态→气态）、凝结（气态→液态）等三态变化，是物理变化。碳循环中，光合作用、呼吸作用等涉及分子结构改变，是化学变化；氧循环类似（如呼吸作用消耗O2产生CO2），发生化学变化，该选项正确。

故选C。4．（24-25九年级上·宁夏银川·阶段练习）结合化学核心素养分析，下列说法不正确的是A．转化思想：一定条件下，一氧化碳和二氧化碳之间可以相互转化B．微观认知：一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同，是因为分子构成不同C．辩证认识：氧气既能支持燃烧，也会加速食物腐烂D．证据推理：蔗糖、面粉灼烧后都有黑色物质生成，说明它们是相同物质【答案】D【解析】A．转化思想强调物质在特定条件下可以发生转变。一氧化碳（CO）在氧气中燃烧可生成二氧化碳（CO2）：；二氧化碳在高温下与碳反应可生成一氧化碳：。这体现了物质间的相互转化，符合变化观念。A选项说法正确B．微观认知强调从分子层面解释性质差异。一个一氧化碳分子（CO）由一个碳原子和一个氧原子构成，一个二氧化碳分子（CO2）由一个碳原子和两个氧原子构成。分子构成不同导致化学性质不同（如CO可燃，CO2不支持燃烧）。这符合“结构决定性质”的微观探析素养。B选项说法正确C．辩证认识强调事物的两面性。氧气支持燃烧（如木炭在氧气中燃烧更旺），同时参与食物腐烂的氧化反应（如食物变质是缓慢氧化过程）。这体现了辩证思维，正确反映了氧气的双重作用。C选项说法正确D．证据推理要求基于证据合理推断。蔗糖和面粉灼烧后都生成黑色物质（碳），但这仅说明它们都含碳元素（碳水化合物在灼烧时碳化），但蔗糖和面粉是不同物质（蔗糖属于糖类，面粉主要成分是淀粉等），不能说明它们是相同物质。D选项说法错误故选D5．（24-25八年级下·山东东营·期末）下列关于碳循环和氧循环说法错误的是A．碳循环和氧循环中的“碳”和“氧”分别指的是二氧化碳和氧气B．碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化C．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D．我们每个人都在参与碳循环和氧循环【答案】A【解析】A、碳循环是指碳元素的循环，氧循环是指氧元素的循环，说法错误；B、在碳循环中，光合作用是二氧化碳和水生成葡萄糖和氧气，呼吸作用是葡萄糖和氧气反应生成水和二氧化碳，均生成新物质，属于化学变化，故碳循环和氧循环过程中均发生了化学变化，说法正确；C、光合作用吸收CO2并释放O2，而呼吸作用和燃烧消耗O2并释放CO2，这种动态平衡使大气中O2和CO2的含量保持相对稳定，说法正确；D、人类通过呼吸作用直接参与氧循环和碳循环；同时，通过食物链（如食用植物或动物）间接参与碳循环，因此，每个人都是循环的一部分，说法正确。故选A。6．中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得突破性进展，在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成。下列有关说法不正确的是A．该过程中发生的变化为物理变化 B．该过程的实现可节约耕地和淡水资源C．该过程的实现会提高粮食安全水平 D．该过程的实现会促进碳中和目标的实现【答案】A【解析】A、从二氧化碳到淀粉，物质的种类发生了改变，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法错误；B、传统的淀粉生产依赖耕地种植农作物，该过程实现了二氧化碳合成淀粉，无需大量耕地种植相关作物，可节约耕地；同时也减少了农业生产中对大量淡水资源的需求，可节约淡水资源，故选项说法正确；C、通过二氧化碳合成淀粉，增加了淀粉的来源途径，即使在耕地资源有限等情况下也能保障淀粉类粮食的供应，提高了粮食安全水平，故选项说法正确；D、二氧化碳是主要的温室气体，将二氧化碳转化为淀粉，减少了二氧化碳在大气中的含量，促进了碳中和目标的实现，故选项说法正确；故选：A。7．（24-25八年级下·山东淄博·期末）实现物质的转化是化学的价值之一。下列有关说法不正确的是A．氮气在一定条件下能转化成氮肥 B．水通电可以转化为氢气和氧气C．二氧化碳通过植物光合作用能转化为氧气 D．催化剂在反应前后转化成了产物【答案】D【解析】A、氮气含氮元素，氮气在一定条件下能通过一系列的反应转化为氮肥，不符合题意；B、水通电分解生成氢气和氧气，不符合题意；C、二氧化碳可通过植物的光合作用转化为氧气，发生反应为二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气，不符合题意；D、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，催化剂不能转化为产物，符合题意。故选D。8．自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是A．三大循环过程中元素守恒，元素化合价可能改变B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配C．碳、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D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，碳循环、氧循环过程中均只发生化学变化【答案】D【解析】A、在三大循环中，元素（如氢、氧、碳）遵循质量守恒定律，不会被创造或消灭，只是形式改变（元素守恒）。同时，元素化合价在循环过程中可能发生变化，例如：氧循环中，氧气（O2）中氧为0价，二氧化碳中氧变为-2价。因此，该说法正确。B、水的天然循环包括蒸发、凝结、降水等过程：蒸发时，水从液态变为气态，杂质被留下，类似蒸馏过程，实现净化。降水将水从海洋带到陆地，或在不同地区分布，实现资源分配（如雨雪补充淡水资源），因此，该说法正确。C、碳循环和氧循环相互关联：光合作用吸收CO2释放O2，呼吸作用和燃烧消耗O2释放CO2。这些过程平衡了大气中CO2和O2的含量，避免其大幅波动。因此，该说法正确。D、水的天然循环：主要通过三态变化（固态→液态→气态）实现，如蒸发（物理变化）、凝结（物理变化）、降水（物理变化）。碳循环和氧循环：并非“均只发生化学变化”。碳循环包括物理变化（如CO2溶解于水是物理溶解）和化学变化（如光合作用、呼吸作用）；氧循环也包括物理变化（如氧气扩散、溶解）和化学变化（如燃烧）。因此，该说法错误。故选D。9．氧循环和碳循环是自然界中的重要循环。关于两种循环的分析错误的是A．碳循环和氧循环中的“碳”“氧”分别指的碳元素与氧元素B．我们每个人都在参与碳循环与氧循环C．碳循环的破坏会影响到氧循环D．绿色植物的光合作用使自然界中的碳原子总数减少、氧原子总数增加【答案】D【解析】A、碳循环和氧循环中的“碳”和“氧”分别指碳元素与氧元素。在自然界中，循环过程涉及元素在生物圈、大气圈等圈层之间的转移和转化，而非具体物质。因此，该项正确；B、人类通过呼吸作用（吸入氧气、呼出二氧化碳）参与氧循环（消耗氧气）和碳循环（释放二氧化碳），每个人都是循环的一部分，该项正确；C、碳循环和氧循环相互关联（如光合作用吸收CO2释放O2，呼吸作用吸收O2释放CO2）。若碳循环破坏（如CO2过量排放），会影响氧气生成和消耗，从而波及氧循环，该项正确；D、绿色植物的光合作用为化学变化，根据质量守恒定律（化学反应中，原子种类和数目不变），所以反应前后碳原子和氧原子总数均未改变，选项说“碳原子总数减少、氧原子总数增加”违背该定律，因此该项错误；故选：D。10．“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。下列说法不正确的是A．图中产生二氧化碳的主要途径是①③⑥B．碳循环和氧循环分别是指二氧化碳和氧气的循环C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能D．海水吸收CO2过程中既有物理变化又有化学变化【答案】B【解析】A、由图示可知，产生二氧化碳的主要途径是①化石燃料的燃烧，③动物的呼吸作用，⑥植物的呼吸作用，故选项说法正确；B、碳循环是指碳元素在自然界中的循环，涉及二氧化碳、一氧化碳、有机物等多种含碳物质的转化；氧循环是指氧元素在自然界中的循环，除了氧气和二氧化碳，还涉及水等其他含氧物质的转化，并非仅仅是二氧化碳和氧气的循环，故选项说法不正确；C、绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能，故选项说法正确；D、海水吸收CO2过程中二氧化碳溶于水，属于物理变化，而二氧化碳与水反应生成碳酸，属于化学变化，故选项说法正确。故选B。11．物质A～E之间的转化是自然界碳、氧循环的一部分，转化关系如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。岩石圈中某物质A分解生成B、C、D，B是海水中最多的物质，D是石灰石的主要成分。请回答下列问题：（1）D的化学式为。（2）物质A含有种元素。（3）C可被海水吸收，会导致海水的pH(填“增大”或“减小”)。（4）写出一个E用于化石能源燃烧的化学方程式：。【答案】（1）CaCO3（2）四(或4)（3）减小（4）CH4+2O2CO2+2H2O【分析】B是海水中最多的物质，则B为水；D是石灰石的主要成分，则D为碳酸钙。由图示转化关系可知，C由A分解生成且可用于植物的光合作用，则C为二氧化碳，物质A为碳酸氢钙，E是植物光合作用的产物且可用于化石能源的燃烧等，故E为氧气。【解析】（1）由上述分析可知：D为碳酸钙，其化学式为CaCO3。（2）物质A为碳酸氢钙，由Ca、H、C、O四种元素组成。（3）C为CO2，能与海水中的水反应生成碳酸，碳酸显酸性，故C被海水吸收后会导致海水的pH减小。（4）E为氧气，化石能源中的天然气的主要成分甲烷CH4在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，据此写出反应的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O12．“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合图回答问题：（1）从物质变化角度看，水循环与另外两种循环本质的区别是。（2）在⑤⑧两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是。（3）从微观的角度解释氧气和臭氧性质不同的原因。（4）结合图示，利用化学学科观点分析碳循环和氧循环，其中不正确的是____（填序号）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．守恒观：碳、氧循环过程中各元素守恒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：绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加【答案】（1）分子种类没有改变（2）反应的条件不同（3）分子构成不同（4）D【解析】（1）水循环是水的状态发生变化（液态、气态、固态之间的转化），没有新物质生成，即构成水的水分子不变，属于物理变化；而氧循环和碳循环过程中都有新物质生成（如光合作用生成氧气，呼吸作用、燃烧生成二氧化碳等），即构成氧气的氧分子和构成二氧化碳的二氧化碳分子，发生改变，属于化学变化；所以从物质变化角度看，水循环与另外两种循环本质的区别是水循环过程中没有新物质生成（分子种类不变），属于物理变化，氧循环和碳循环有新物质生成（分子种类改变），属于化学变化，故填写：分子种类没有改变。（2）反应⑤是植物的光合作用（二氧化碳和水，反应生成葡萄糖和氧气），反应⑧是二氧化碳和水，反应生成碳酸，这两个反应反应物相同，但反应条件不同（光合作用需要光照、叶绿体等条件，反应⑧不需要条件，常温就能进行），所以产物不同，故填写：反应的条件不同。（3）氧气是由O2分子，臭氧是由O3分子，二者分子构成和结构不同，故性质也不同，故填写：分子构成不同。（4）A.每个人的呼吸等生命活动都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素，该说法正确，故不符合题意；B.根据质量守恒定律，碳、氧循环过程中各元素守恒，该说法正确，故不符合题意；C.碳、氧循环相互协调，有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，该说法正确，故不符合题意；D.绿色植物的光合作用是化学变化，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变，所以自然界中的氧原子总数不会增加，该说法错误，故符合题意，故选D。1．（2025·广东广州·二模）关于自然界中碳循环、氧循环，下列说法正确的是A．植物呼吸作用吸收二氧化碳B．化石燃料燃烧会降低空气中氧气的含量C．CO2的循环导致了酸雨D．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能02．（2025·山东泰安·三模）自然界中“水”、“氧”、“碳”循环简图如图所示。用学科观点分析，其中正确的是A．水循环过程中水分子发生了变化B．每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳"是指二氧化碳C．碳，氧循环能维持空气中O2和CO2含量相对稳定D．循环过程中各元素守恒，且化合价不变【答案】C【解析】A、水循环过程是水的三态变化，没有新物质生成，发生的属于物理变化，因此水分子没有发生变化，故A说法错误；B、碳循环中的“碳”为碳元素，而不是二氧化碳，故B说法错误；C、通过动植物的呼吸、燃烧消耗氧气并释放二氧化碳，植物光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，碳、氧循环能维持空气中氧气和二氧化碳含量相对稳定，故C说法正确；D、碳、氧循环过程中各元素守恒，但化合价发生了改变，如光合作用中将二氧化碳转化为氧气，氧气属于单质，氧元素的化合价发生了改变，故D说法错误；故选：C。3．（2025·黑龙江·中考真题）化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列认识不正确的是A．守恒观：某物质在氧气中燃烧有水生成，证明该物质中含有氢、氧两种元素B．微粒观：变瘪的乒乓球放在热水中鼓起来，原因是分子间隔发生改变C．转化观：“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D．组成观：物质都是由元素组成的【答案】A【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，水由H、O元素组成，反应物氧气由氧元素组成，故该物质中一定含有氢元素，不能说明该物质中含有氧元素，符合题意；B、变瘪的乒乓球放在热水中鼓起来，原因是温度升高，分子之间的间隔变大，不符合题意；C、“碳循环”和“氧循环”中通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，通过呼吸作用等吸收氧气，放出二氧化碳，故有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定，不符合题意；D、物质都是由元素组成的，说法正确，不符合题意。故选A。4．（2025·河北唐山·三模）“宏微结合”是化学学科的重要思想之一。下列对宏观事实的微观解释不正确的是选项宏观事实微观解释A端午时节，粽叶飘香分子总在不断地运动B金刚石、石墨物理性质差异很大碳原子的排列方式不同C水和过氧化氢化学性质不同分子构成不同D干冰升华，体积变大二氧化碳分子的大小发生改变【答案】D【解析】A、分子不断运动导致气味扩散，解释正确。B、金刚石和石墨因碳原子排列不同导致性质差异，解释正确。C、水和过氧化氢分子结构不同，化学性质不同，解释正确。D、干冰升华体积变大是因分子间隔增大，而非分子大小改变，解释错误。故选D。5．（2025·山东烟台·中考真题）自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是A．三大循环过程中元素守恒，元素化合价不变B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配C．碳、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D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生【答案】A【解析】A、三大循环中，“水循环”只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，各元素守恒，元素化合价不变，“碳循环”、“氧循环”中发生了化学变化，如光合作用等，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，元素守恒，但是“碳循环”、“氧循环”中化合价可能发生改变，如光合作用中氧元素化合价发生改变，符合题意；B、水的天然循环通过蒸发、降水等物理过程净化水并重新分配水资源。不符合题意；C、碳、氧循环通过光合作用（吸收二氧化碳，放出氧气）与呼吸作用（吸收氧气，放出二氧化碳）等动态平衡维持二氧化碳和氧气含量稳定，不符合题意；D、水循环以物理变化（三态变化）为主，而碳、氧循环涉及化学反应（如光合作用、燃烧），不符合题意。故选A。6．（2025·四川成都·一模）物质转化是化学研究的重要内容。甲、乙是初中化学的常见物质，它们有如图所示的转化关系(“→”表示转化，部分反应物、产物已略去)，下列说法不正确的是A．若甲是O2则乙可以是CO2B．若乙是金属，则单质、氧化物中不一定含有同种元素C．若甲是非金属氧化物，则反应①和③的基本反应类型不一定相同D．若甲的相对分子质量比乙小16，则甲、乙不一定是H2和H2O【答案】C【解析】A、碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳通过植物光合作用转化为氧气，则甲可以是氧气，单质是碳，氧化物是一氧化碳，乙是二氧化碳，说法正确，不符合题意；B、氧化铜与氢气在加热条件下反应生成铜和水，氧化铜与一氧化碳在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，则甲可以是氧化铜，单质是氢气，氧化物是一氧化碳，乙是铜，因此若乙是金属，则单质（氢气）、氧化物（一氧化碳）中不一定含有同种元素，说法正确，不符合题意；C、一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，则甲可以是一氧化碳，单质是氧气，氧化物是氧化铜，乙是二氧化碳，因此若甲是非金属氧化物（一氧化碳），则反应①为一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，反应③为二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，均符合“多变一”的特点，属于基本反应类型中的化合反应，则反应①和③的基本反应类型可能相同，说法错误，符合题意；D、由C选项分析可知，甲可以是一氧化碳，单质是氧气，氧化物是氧化铜，乙是二氧化碳，一氧化碳的相对分子质量比二氧化碳小16，因此若甲的相对分子质量比乙小16，则甲、乙不一定是H2和H2O，说法正确，不符合题意。故选：C。（2025·安徽合肥·二模）阅读以下短文，回答下列问题最近南京大学的研究人员与复旦大学合作，开发了一种直接将二氧化碳分解为碳和氧气的新技术。其微观示意图如下他们的工艺使用锂作为关键的中间物，原理是二氧化碳与锂反应生成碳酸锂，随后碳酸锂进一步反应，产生氧化锂（）和单质碳，最后，通过电催化氧化过程，生成的氧化锂（Li2O）被转化成锂，释放出氧气。这个过程有效地将二氧化碳转化为碳和氧气，氧气产率大大超过了自然光合作用，可用在特殊环境下制取氧气。7．根据短文中内容，下列说法不正确的是A．该反应制取氧气原理和光合作用相同 B．该反应可为空间站提供氧气C．该反应有利于实现碳循环、氧循环 D．反应中锂可循环使用8．由微观示意图可以获取的信息中，正确的是A．三种物质都是由分子直接构成 B．该反应为化合反应C．所有元素化合价都发生改变 D．反应前后氧原子个数增多【答案】7．A8．C【解析】7．A、光合作用是植物利用光能，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，而该反应是利用锂作中间物，通过一系列反应将二氧化碳分解为碳和氧气，原理不同，A错误；B、该反应能产生氧气，且氧气产率大，可在特殊环境制取氧气，空间站属于特殊环境，可为空间站提供氧气，B正确；C、反应将二氧化碳转化为碳和氧气，碳和氧气又可参与其他含碳、含氧物质的反应，有利于实现碳循环、氧循环，C正确；D、工艺中锂作为关键中间物，反应最后氧化锂又转化成锂，可循环使用，D正确。故选A。8．A、从微观示意图看，碳原子直接构成碳单质，不是由分子构成，A错误；B、化合反应是多种物质生成一种物质，此反应是二氧化碳分解为碳和氧气，是分解反应，不是化合反应，B错误；C、反应前二氧化碳（CO2）中碳元素为+4价，氧元素为-2价，反应后碳单质（C）中碳元素为0价，氧气（O2）中氧元素为0价，所有元素化合价都发生改变，C正确；D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和个数不变，反应前后氧原子个数不变，D错误。故选C。9．（24-25九年级上·广东梅州·期末）如图是自然界碳、氧循环的示意图，下列说法正确的是A．碳循环和氧循环分别指CO2和O2的循环B．二氧化碳的产生途径有工厂废气的排放、化石燃料的燃烧等C．植物光合作用可将大气中的CO2全部吸收D．大气中的O2越多越好，CO2越少越好【答案】B【解析】A、碳循环和氧循环不是指二氧化碳和氧气的循环，而是指“碳元素”和“氧元素”的循环，故选项说法错误；B、二氧化碳的产生途径有工厂废气的排放、化石燃料的燃烧等，故选项说法正确；C、植物通过光合作用吸收二氧化碳，但由于自然界中二氧化碳的产生源众多且持续不断，植物光合作用不能将大气中的CO2全部吸收，故选项说法错误；D、氧气对于呼吸等生命活动固然重要，但如果大气中O2含量过高，会使物质氧化速度加快，易引发火灾等危险情况；二氧化碳虽然会导致温室效应，但它是植物光合作用的原料，对维持生态系统的平衡有重要作用，并非越少越好，故选项说法错误；故选：B。10．（2025·河南商丘·二模）2020年，我国提出“碳达峰”“碳中和”的战略目标。一、认识“碳达峰”“碳中和”（1）“碳达峰”“碳中和”中的“碳”所指的物质是。（2）“碳中和”有利于缓解的环境问题是_____（填序号）。A．酸雨 B．全球气候变暖 C．臭氧层破坏 D．白色污染二、实现“碳中和”的途径（3）下图是科学家预测到2050年后，四种途径对碳中和的贡献率。由图可知，对“碳中和”贡献率最大的途径是。（4）碳替代是指用清洁能源替代传统的化石能源，如氢能、太阳能、风能等。请写出氢气燃烧的化学反应方程式：。（5）碳封存是指将捕集到的二氧化碳封存于地层深处或海底。如我国在南海海域投入使用的海上二氧化碳封存工程，就是将二氧化碳经加压、干燥后，注入位于深的海底地层进行封存。从微观角度解释“二氧化碳能被压缩”的原因：。（6）碳循环是指利用化学或生物手段实现大气中二氧化碳的吸收，如森林碳汇、人工碳转化等。①植物的光合作用能吸收二氧化碳：二氧化碳+水淀粉+氧气。某化学小组设计了如上图的实验装置进行验证。实验时，乙中的植物叶片能检测有淀粉生成，而甲中的不能。其原因是；若向实验后的烧碱溶液中加入某种试剂，有气泡产生，则可能发生反应的化学方程式为。②科学家研究出一种方案：利用氢气与捕集获取的二氧化碳，在催化剂的作用下合成甲醇，同时生成水。依据此方案，若吸收的二氧化碳，可产生甲醇的质量是多少?【答案】（1）二氧化碳/CO2（2）B（3）碳替代（4）2H2+O22H2O（5）分子间存在间隔（6）甲中烧碱溶液吸收，植物无法进行光合作用（合理即可）解：设生成甲醇质量为x。答：可产生甲醇80kg。【解析】（1）“碳达峰”指的是二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程。“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”。“碳达峰”“碳中和”中的“碳”所指的物质是二氧化碳（CO2）；（2）A、酸雨主要是由二氧化硫、氮氧化物等酸性气体排放引起的，与二氧化碳关系不大，不符合题意；B、二氧化碳是导致全球气候变暖的主要温室气体，“碳中和”通过减少二氧化碳排放和增加吸收，能有效缓解全球气候变暖，符合题意；C、臭氧层破坏主要是由氟氯烃等物质引起的，与二氧化碳无关。不符合题意；D、白色污染是指废弃塑料等造成的污染，和二氧化碳没有直接联系，不符合题意。故选B。（3）由图可知，对“碳中和”贡献率最大的途径是碳替代；（4）氢气燃烧生成水，化学方程式为2H2+O22H2O；（5）从微观角度解释“二氧化碳能被压缩”的原因是分子之间有间隔，在加压条件下，分子间的间隔变小；（6）①实验时，乙中的植物叶片能检测有淀粉生成，而甲中的不能，其原因是甲装置中二氧化碳被烧碱溶液吸收，植物无法获得二氧化碳进行光合作用，而乙装置中的植物能正常吸收二氧化碳进行光合作用；烧碱溶液是氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳后会生成碳酸钠，向实验后的烧碱溶液（含碳酸钠）中加入某种试剂，有气泡产生，该试剂可能是稀盐酸等酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为②见答案。11．（24-25九年级上·福建莆田·阶段练习）“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合下图回答问题：（1）从分子的角度看，水循环与另外两种循环有本质的区别是：。（2）自然界“氧循环”过程中消耗氧气的主要途径有动植物的呼吸和。从微观的角度解释为什么氧气和臭氧的性质不同。（3）自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图中消耗二氧化碳的途径有（填数字序号）。近年来，大气中二氧化碳含量增加，导致温室效应，因此人类要积极采取措施维持循环体系中二氧化碳的相对平衡，如用海水进行吸收，发生的反应方程式为。（4）氧循环和水循环都是自然界中的重要循环。关于氧循环与水的天然循环说法正确的是。①氧循环指得是氧气的循环，主要是物理变化；

②水的天然循环是通过水的三态变化实现的；③呼吸作用和燃料燃烧都是氧气的消耗途径；

④水的天然循环是自然界中水分子运动的结果；⑤绿色植物的光合作用能使自然界中的氧原子总数增加【答案】（1）水循环中，分子种类不变，两外两种循环中，分子种类改变（2）燃烧分子构成不同（3）①⑥（4）②③④【解析】（1）三种循环中水的循环与另外两种在变化上有本质的区别，水循环主要是由水分子的运动引起的，分子种类没有改变，属于物理变化，而碳循环与氧循环过程中，分子种类发生了改变，发生的属于化学变化。（2）氧气能供给呼吸，且具有助燃性，则自然界“氧循环”过程中消耗氧气的主要途径有动植物的呼吸和燃烧；氧气是由氧分子构成的，臭氧是由臭氧分子构成的，氧气与臭氧的分子构成不同，所以氧气和臭氧的性质不同。（3）由图可知，海洋等水体能够溶解二氧化碳，光合作用中有二氧化碳参加反应，这些途径能够消耗空气中的二氧化碳，故选：①⑥；海水吸收二氧化碳，是因为二氧化碳能溶于水，且二氧化碳和水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：。（4）①氧循环指得是氧元素的循环，有新物质生成，主要是化学变化，故错误；②水的天然循环主要是由水分子的运动引起的，即通过水的三态变化实现的，故正确；③结合前面分析可知，呼吸作用和燃料燃烧都是氧气的消耗途径，故正确；④水的天然循环是自然界中水分子运动的结果，故正确；⑤由质量守恒定律可知，反应前后原子种类和数目不变，故绿色植物的光合作用并不能使自然界中的氧原子总数增加，故错误。故选②③④。1．（24-25九年级上·广西钦州·期中）2023年10月31日，神舟十六号载人飞船回收舱顺利返回。执行任务过程中，保障中国航天员在空间站的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？I.从地球带上去（1）航天工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图所示实验模拟。①航天工业选择以空气为原料的主要原因是。②浸入液氮3min后，试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是。③上述实验利用氮气和氧气的沸点不同实现分离，由实验现象可知，两种气体中沸点较高的气体是。（2）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气。其原理示意图如下图：由此可知两种分子的大小：N2O2（填“>”或“<”）。II.在天宫制出来（3）目前空间站已实现电解水制氧，但早期空间站利用过氧化钠（Na2O2）、超氧化钾（KO2）等物质制氧，其原理表示为：。空间站内二氧化碳的主要来源于。（4）空间站是一个相对封闭的场所，解决“气体从哪里来”的问题必然伴生着“气体往哪里去”的问题。为此，科学家设计了生物再生生命保障系统，实现了“水—氧—碳”的循环转化。下列叙述正确的是（填序号）。a.“水—氧—碳”的循环转化，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重b.电解水在产生氧气的同时产生氢气，系统需要对氢气进行转化c.人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化【答案】（1）成本低液氮的沸点比液氧低，液态空气刚沸腾时蒸发出来的气体为氮气，氮气会使燃着的木条熄灭液氧（2）>（3）呼吸作用（4）abc【解析】（1）空气中含有大量的氧气，工业上选择空气，成本低；液氮的沸点比液氧低，液态空气刚沸腾时蒸发出来的气体为氮气，氮气会使燃着的木条熄灭；氧气能使带火星的木条复燃，结合前面分析可知，先蒸发的为氮气，然后才是氧气，则说明液氧的沸点比液氮高；（2）利用分子筛可将氧分子从空气中“筛”出去，从而获得高浓度的氧气，由图可知，除去了大分子的氮气，所以氮气分子大于氧气分子，故填：>；（3）由反应原理可知，空间站内宇航员需要吸入氧气，呼出二氧化碳，二氧化碳和过氧化钠、超氧化钾、水蒸气等物质反应得到氧气，则二氧化碳的主要来源是宇航员的呼吸作用，故填：呼吸作用；（4）生物再生生命保障系统中，水通电电解生成氧气，氧气通过呼吸转化为二氧化碳、水蒸气等气体，人体生活中产生尿液等液态水。a、“水-氧-碳”的循环转化，不需要携带大量氧气，减少了氧气的携带量，减轻了火箭和飞船的载重，故a正确；b、生物再生生命保障系统中不需要氢气，系统需要对氢气进行转化，故b正确；c、人体代谢产物中的水既有气态又有液态，设计系统时应考虑水的冷凝与净化，如尿液中的水需要净化处理后循环利用，故c正确。故选abc。2．（2025·辽宁锦州·二模）阅读下面科普短文。化石燃料是宝贵的能源，人们正不断寻找更高效利用它们的新途径，以充分发挥其价值。煤是人类最早大规模开采和利用的化石燃料。采煤后的不可采煤层可用于封存CO2，即将CO2注入煤层，CO2被吸附于煤层，而驱替出煤层气(主要成分为CH4)。其封存过程主要包含注入和采出两大系统，如图1所示。烟气注入到煤层后，由于煤对气体的吸附能力为CO2>CH4>N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出并抽出。研究人员为寻找吸附能力最强的煤，对不同煤在相同条件下吸附CO2的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质体结构失稳，导致CO2泄漏，导致地下水酸化等问题。天然气的主要成分是甲烷，其应用范围十分广泛。一定条件下，甲烷与水蒸气在透氢膜反应器内反应，如图3所示。生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，与通入的氧气反应。近年来，研究人员还通过高温条件下使用Fe-Mo催化剂，促使甲烷分解成两种单质，其中一种是碳纳米管。碳纳米管作为21世纪最具潜力的新型材料，进一步拓展了甲烷的高值化利用途径。根据文章内容回答下列问题。（1）CO2泄漏导致水酸化的原因是。（2）图1中，通常是先将CO2由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是（3）图1显示煤层中含有CH4，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是(写一点即可)。煤的综合利用方法之一是煤液化，使液体燃料充分燃烧的具体方法之一是。（4）对比图2中的四条曲线，得出的一个结论：。（5）图3中透氢膜反应器内发生反应的化学方程式是，根据反应器的膜外侧通入氧气的主要目的，判断透氢膜反应器内的反应(填“吸收”或“放出”)热量。（6）分析透氢膜反应器内发生的反应和甲烷制碳纳米管的反应的相同点，推测这两个反应都可以应用于(写出一点即可)。（7）下列说法正确的是(填标号)。A．煤层CO2封存技术安全可靠B．烟气注入煤层后，煤对氮气的吸附能力最强C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离D．不可采煤层在封存CO2的同时可实现煤层气的采收【答案】（1）CO2+H2O=H2CO3（2）CO2分子间的间隔（3）通风或严禁烟火等将液态燃料雾化后再燃烧（4）在实验研究的压力范围内，压力等条件相同时，吸附CO2的能力最好的是无烟煤（5）吸收（6）制备氢气（7）CD【解析】（1）CO2使水酸化的原因是二氧化碳与水反应生成碳酸，其化学方程式为：CO2+H2O=H2CO3。（2）图1中，通常是先将CO2由气态压缩成超临界流体再注入。二氧化碳的状态发生改变，从微观角度分析，这一过程中发生变化的是：CO2分子间的间隔。（3）煤层中含有CH4，甲烷具有可燃性，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是通风或严禁烟火等；煤的综合利用方法之一是煤液化，使液体燃料充分燃烧的具体方法之一可将液态燃料雾化后再燃烧。（4）观察对比图2中的四条曲线，得出的结论是：在实验研究的压力范围内，压力等条件相同时，吸附CO2的能力最好的是无烟煤。（5）图3中透氢膜反应