5.3 自然界中的碳循环（知识解读）-2024-2025学年九年级化学上册同步知识解读与专题训练（沪教版2024）

第第页\o"10.3物体的浮沉条件及应用"5.3\o"第3节自然界中的碳循环"自然界中的碳循环（知识解读）（解析版）•知识点1自然界中的碳循环•知识点2二氧化碳对环境的影响•作业巩固训练知识点1自然界中的碳循环知识点1自然界中的碳循环1、自然界的二氧化碳循环（1）产生二氧化碳：动植物呼吸、化石燃料的燃烧等（2）消耗二氧化碳：植物的光合作用吸收二氧化碳并放出氧气，海水吸收二氧化碳。2、大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物通过光合作用吸收，转变为氧气；然后通过生物或地质过程以及人类活动（例如，生物呼吸、岩石圈中的碳酸盐分解或酸化、可燃物燃烧和物质缓慢氧化等），又以二氧化碳的形式返回大气中。【典例1-1】我国科研人员以水滑石为载体，通过一种复杂的催化剂，在阳光驱动下使甲烷和水在常温下产生氢气，其微观反应示意图如图所示，下列说法正确的是A．反应前后原子的种类发生变化 B．使用催化剂能提高氢气的产率C．生成物的质量比为4：1 D．该反应充分利用太阳能，更加节能【答案】D【分析】在光照和催化剂的作用下，甲烷和水反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式为：。【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后原子种类不变，该选项说法不正确；B、根据催化剂只能改变反应速率，不能影响生成物的质量，所以使用催化剂不能提高氢气的产率，该选项说法不正确；C、由化学方程式可知，生成物二氧化碳和氢气的质量比为44：8=11：2，该选项说法不正确；D、该反应充分利用太阳能，太阳能属于可再生能源，可以节约其它能源，该选项说法正确；故选：D。【典例1-2】比亚迪作为我国自主的民族汽车企业，在新能源汽车方面已经弯道超车，不仅国内销量飞速提升，海外销量也在不断增长。比亚迪的足迹已遍布欧洲、日本等传统汽车强国，运营足迹已遍布全球70多个国家、400多个城市。(1)电动汽车在行驶时的能量转化为(2)电动汽车可以减少一氧化碳、含铅化合物、、未燃烧的碳氢化合物、烟尘等物质的排放。(3)电动汽车的使用也可以为减缓温室效应，实现“碳中和”做出贡献。温室气体除二氧化碳外，还有、甲烷、氟氯代烷。【答案】(1)化学能变为电能再变为机械能(2)氮的氧化物(3)臭氧【详解】（1）电动汽车在行驶时，电池供电时，化学能转化为电能，电能通过电动机驱动汽车行驶，从而转化为机械能，故填：化学能变为电能再变为机械能。（2）电动汽车可以减少化石燃料燃烧时产生的一氧化碳、含铅化合物、氮的氧化物、未燃烧的碳氢化合物、烟尘等物质的排放，故填：氮的氧化物。（3）温室气体除二氧化碳外，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷、氧化亚氮等物质。【变式1-1】科学家研究开发氢能源的脚步从未停止，如图为我国科学家研发的制取和贮存氢气的新工艺。下列有关说法正确的是A．该流程中共涉及两种单质 B．反应1的基本反应类型是化合反应C．循环制氢反应中需要不断加入ZnFe2O4 D．上述工艺涉及太阳能与化学能的转化【答案】D【分析】反应1是由ZnFe2O4在太阳能的条件下转化为O2、Fe3O4和ZnO，反应2Fe3O4和ZnO、水在太阳能条件下反应生成H2，ZnFe2O4；反应3高温条件下，在氩气环境下，H2与Mg2Cu反应生成MgH2和MgCu2。【详解】A、由反应关系图可知，该流程中共涉及氧气、氢气、氩气三种单质，故说法错误；B、反应1中，是由ZnFe2O4在太阳能的条件下转化为O2、Fe3O4和ZnO，属于分解反应，不属于化合反应，故说法错误；C、根据反应1可知ZnFe2O4被消耗，反应2可知，反应又生成ZnFe2O4，因此不需要加入ZnFe2O4，故说法错误；D、由分析可知，反应1和反应2过程中是将太阳能转化为化学能，故说法正确。故选D。【变式1-2】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。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。(1)“碳中和”是指通过各种方法消耗的二氧化碳总量，等于人类活动产生的二氧化碳总量。实现“碳中和”可以从两方面进行：①；②消耗二氧化碳。观察图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有（写一条即可）。(2)调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。化石能源包括、石油、天然气，二氧化碳含量过高会导致。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施合理的是（填标号）。A．严禁使用化石燃料B．改进技术，提高能源利用率C．捕集能源使用过程中生成的二氯化碳，进行封存处理(3)同学们通过调查后了解到：、等气体都会产生温室效应；相同条件下，阳光照射时，温室气体含量越高环境升温越快。于是设计了如图2所示实验研究温室效应。①将图2装置的A瓶装满气体，B瓶装满空气，在阳光下照射一段时间后，可观察到红墨水向（填“左”或“右”）移动；②将图2装置的A瓶装满气体，B瓶装满，在阳光下照射一段时间后，可观察到红墨水向右移动，该现象说明。【答案】(1)减少二氧化碳排放光合作用/海水吸收(2)煤温室效应加剧BC(3)右二氧化碳产生的温室效应比甲烷强【详解】（1）实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少二氧化碳排放；②消耗二氧化碳；根据图1，自然界中消耗二氧化碳的途径有光合作用或海水吸收；（2）化石能源包括煤、石油、天然气。二氧化碳是一种温室气体，含量过高会导致温室效应加剧；A、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；B、改进技术，提高能源利用率，减少二氧化碳的含量，符合题意；C、对CO2进行捕集、封存处理，可以减少二氧化碳的含量，符合题意；故选BC；（3）①由图可知，左侧装置中二氧化碳含量高，会导致温室效应，左侧瓶中气体升温快导致左侧压强大于右侧，故一段时间后，观察到中间封存的的红墨水会慢慢向右移动；②CO2、CH4等气体都会产生温室效应，将图2装置的A瓶装满CO2气体，B瓶装满CH4气体，在阳光下照射一段时间后，观察到红墨水明显向右移动，说明左侧压强大，即左侧温度升高的更快，说明二氧化碳产生的温室效应比甲烷强。【变式1-3】2023年杭州亚运会主火炬燃料为“零碳甲醇(CH3OH)”，利用废气中的CO2热催化加氢合成，实现了二氧化碳的减排和再生利用，其原理如图所示。

Ⅰ.电解制氢(1)光伏发电是将太阳能转化为能，电解水制取氢气的化学方程式为。Ⅱ.捕集CO2(2)以石灰石为原料的钙循环捕集废气中CO2的流程如图：

①图中，CO2含量较低的是(填“A”或“B”)处。②煅烧炉中发生反应的化学方程式为。Ⅲ.使用甲醇甲醇可以直接燃烧，也可以将甲醇转化为氢气再燃烧，甲醇转化为氢气通常有以下两种方案：方案1：方案2：(3)①对比上述两种方案，方案1的优点是(写1条即可)。②有关“零碳甲醇”燃料的理解正确的是(填字母)。A．甲醇燃料分子中不含碳原子

B．通过碳循环使碳排放无限接近零C．生产燃料使用的原料不含碳元素【答案】(1)电(2)A(3)不产生或等质量甲醇可以释放更多氢气（答案合理即可）B【详解】（1）①光伏发电是将太阳能转化为电能，故填：电；②电解水制取氢气的原理是水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为，故填：；（2）①由以石灰石为原料的钙循环捕集废气中的流程图可知，A处消耗二氧化碳，B处产生二氧化碳，则含量较低的是A处；故填：A；②由流程图可知，煅烧炉中发生的反应是碳酸钙在高温条件下反应生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为：；故填：；（3）①一氧化碳属于空气污染物，由方案1、2的化学方程式可知，方案1的优点是不产生或等质量甲醇可以释放更多氢气；故填：不产生或等质量甲醇可以释放更多氢气（答案合理即可）；②A.根据“零碳甲醇”的化学式可知，燃料分子中含碳原子，故选项说法错误，不符合题意；B.依据“零碳甲醇”是利用废气中的在热催化加氢合成甲醇，甲醇燃烧生成二氧化碳和水，放出热量，可知通过碳循环使碳排放无限接近零，故选项说法正确，符合题意；C.由二氧化碳的减排和再生利用的原理图，可知与在一定条件下在合成工厂里能转化为和水，生产燃料使用的原料含碳元素，故选项说法错误，不符合题意。故选：B。知识点2二氧化碳对环境的影响知识点2二氧化碳对环境的影响 1、有利的方面：促进绿色植物进行光合作用，满足人和动物所需的有机物（主要是淀粉）的合成和对氧气的需求；以及空气中氧气含量的相对稳定和自然界的碳、氧的循环，等等；

2、不利的方面（1）二氧化碳本身没有毒性，但它不能供给呼吸，当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响（因此，在人群密集的地方应该注意通风换气）。（2）由于人类活动（如化石燃料燃烧、森林遭到破坏等）影响，近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应、全球气候变暖、冰川融化、海平面升高等，现在地球上气温越来越高，主要是因为二氧化碳增多造成的；因为二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜那样，具有保温的作用，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应，除二氧化碳外，现在这一群体的成员越来越多，还有臭氧、甲烷、氟氯代烷--氟利昂等，使温度升高，近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5-4.5℃；还有，海平面升高也是二氧化碳增多造成的，近100年，海平面上升14厘米，到21世纪中叶，海平面将会上升25-140厘米，海平面的上升，亚马逊雨林将会消失，两极海洋的冰块也将全部融化，淹没部分沿海城市，以及使土地沙漠化、农业减产等。（3）虽然大气中的水蒸气、云量、颗粒物有可能抵消温室效应，但对温室效应及其长期影响还需要人们进一步研究；为了保护人类赖以生存的环境，我们应该共同采取措施，防止温室效应进一步增强；例如，人类应该减少使用煤、石油、天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。【典例2-1】下列说法正确的是A．二氧化碳增多会导致温室效应增强，因此是空气污染物。B．发射火箭需要液氧，因液氧有可燃性C．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁D．分别向吸入和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条，探究二氧化碳含量的不同【答案】C【详解】A.二氧化碳增多会导致温室效应增强，但二氧化碳不是空气污染物，故选项说法错误，不符合题意；B.发射火箭需要液氧，因液氧有助燃性，故选项说法错误，不符合题意；C.铁丝在氧气中燃烧生成黑色四氧化三铁，故选项说法正确，符合题意；D.分别向吸入和呼出气体的集气瓶中伸入燃着的木条，无法探究二氧化碳含量的不同，故选项说法错误，不符合题意，故选C。【典例2-2】助力“碳中和”，CO2的产生、吸收与利用等是重要研究课题。(1)CO2的产生：化石燃料的燃烧排放大量CO2。①大气中CO2的含量过高，会造成（填环境问题）。②下列对节能减排的建议可行的是。a.停止使用化石燃料

b.推广使用光伏发电c.鼓励民众公交出行

d.生活垃圾集中焚烧(2)CO2的吸收。自然界有多种途径吸收CO2。①绿色植物通过吸收CO2。②风化的岩石如CaCO3粉末可吸收空气中的CO2和H2O转化为Ca(HCO3)2，反应的符号表达式可表示为。(3)CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图所示。①整个转化过程中Ni/CaO的作用为。②写出反应1的符号表达式。【答案】(1)温室效应加剧bc(2)光合作用(3)催化作用【详解】（1）①二氧化碳是温室效应的主要气体，空气中二氧化碳的含量过高，会使全球温度升高，引起温室效应加剧；②a、目前化石燃料仍然在能源结构中占主导地位，停止使用不现实，故a错误；b、推广使用光伏发电，可以节约化石燃料，减少污染，故b正确；c、鼓励民众公交出行，可以节约石油资源，减少污染，故c正确；d、生活垃圾集中焚烧，会造成空气污染，故d错误；故选bc；（2）①绿色植物通过光合作用吸收CO2；②碳酸钙和二氧化碳和水反应生成碳酸氢钙，反应的符号表达式为；（3）①反应前后Ni/CaO没有发生改变，应为反应的催化剂，起到催化作用；②反应1中二氧化碳与CaO反应生成了CaCO3，符号表达式。【变式2-1】化石燃料在人类社会的发展进程中发挥了巨大的作用，然而，化石燃料的大规模开采和利用导致大气中CO2的含量持续升高，引发全球气候变化。2023年12月13日，联合国气候大会共同达成了“阿联酋共识”，该协议首次呼吁各国“减少对化石燃料的依赖”，下列能源不属于化石能源的是A．煤 B．太阳能 C．天然气 D．石油【答案】B【详解】当今世界三大化石能源是天然气、煤、石油，是不可再生能源；太阳能属于可再生能源，不属于化石能源；故选：B。【变式2-2】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)大气中CO2浓度上升会导致的环境问题是。自然界有多种途径吸收CO2，其中绿色植物通过吸收CO2。(2)防治大气污染、打赢蓝天保卫战。下列做法不应该提倡的是(选填序号)。a.积极鼓励植树造林

b.田间焚烧作物秸秆

c.鼓励短途出行骑自行车(3)氢气是理想的“绿色能源”，近年来我国制氢量位居世界第一。①水光解制氢。水在半导体光催化剂作用下制备氢气的原理如图所示。光解水时，产生H2和O2的体积比为。催化剂在化学反应前后不变。②通过下列流程可实现氢气的贮存和释放。在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是。【答案】(1)加剧温室效应光合作用(2)b(3)2:1质量和化学性质氢气【详解】（1）大气中CO2浓度上升会导致的环境问题是加剧温室效应；绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，故填：加剧温室效应；光合作用；（2）a、积极鼓励植树造林，有利于保护环境，故a不符合题意；b、田间焚烧作物秸秆，会产生大量空气污染物，不利于保护环境，故b符合题意；c、鼓励短途出行骑自行车，可以减少化石燃料的使用，有利于保护环境，故c不符合题意。故填：b；（3）①光解水生成氢气和氧气，产生H2和O2的体积比为2:1，故填：2:1；催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变，故填：质量和化学性质；②根据流程图可知，氢气既是反应物，又是生成物，则可循环利用的物质是氢气，故填：氢气。【变式2-3】2021年9月21日，中国向世界宣布“不再新建境外煤电项目，将大力支持发展中国家能源绿色低碳发展”。中国力争在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。根据所学化学知识回答下列问题：(1)画出碳原子的结构示意图。(2)“碳捕捉与封存”是我国的一项先进技术，每年可从燃煤发电厂“捕捉”约1600万吨二氧化碳并对其进行压缩封存，减少二氧化碳的排放。二氧化碳气体可压缩原因为。(3)为实现“碳中和”，达到“净零排放”，下列做法不正确的是___________。A．大力植树造林 B．开发清洁能源 C．禁止使用化石燃料【答案】(1)(2)分子间有一定的间隔(3)C【详解】（1）碳原子核内有6个质子，核外有2个电子层，第一层上有2个电子、第二层上有4个电子，其原子结构示意图为。（2）二氧化碳气体可压缩是因为分子间有一定的间隔，故填：分子间有一定的间隔。（3）A、大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林，可以实现“碳中和”，达到“净零排放“，选项A正确；B、开发清洁能源，更多利用太阳能等清洁能源，可以实现“碳中和”，达到“净零排放“，选项B正确；C、化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳，但是不能禁止使用化石燃料，选项C错误；故填：C一、选择题1．下列属于国家节水标志的是A． B． C． D．【答案】D【详解】A、该标志代表“可循环利用”，A错误；B、该标志代表“节能产品”，B错误；C、该标志代表“禁止吸烟”，C错误；D、该标志是国家节水标志，D正确。故选：D。2．家用燃料使用的发展历程（括号内表示燃料主要成分）如下图所示。下列说法错误的是

A．燃料燃烧时均放出热量 B．罐装液化气是石油化工的一种产品C．夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D．天然气与蜂窝煤相比较，是更清洁的能源【答案】C【详解】A、燃烧是可燃物与空气中氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应，因此燃料燃烧时均放出热量，选项说法正确；B、罐装液化气是石油化工的一种产品，选项说法正确；C、管道煤气具有可燃性，与氧气混合遇到明火或电火花时可能会发生爆炸，因此夜间管道煤气泄漏不能开灯查找泄漏源，选项说法错误；D、煤炭燃烧会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，而天然气燃烧的产物只有二氧化碳和水，与煤相比，天然气是更清洁的燃料，选项说法正确。故选C。3．下列物质的用途中错误的是A．利用氮气制氮肥B．活性炭填充滤毒罐C．石墨作干电池正极D．木炭用于制墨A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A、氮气含有氮元素，可用于制氮肥，A选项正确；B、活性炭疏松多孔，具有吸附性，可以吸附各种有毒有颜色有气味的物质，能用活性炭填充滤毒罐，B选项正确；C、石墨导电性良好，能用作干电池正极，C选项正确；D、木炭呈块状，不适用于制墨，炭黑呈粉末状，化学性质稳定，可用于制墨，D选项错误。故选：D。4．化学科学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用，下列叙述正确的是A．“长征五号”火箭箭体蒙皮材料2219——铝合金属于金属材料B．“天问一号”火星探测器使用新型铝基碳化硅复合材料，密度大抗氧化性好C．“鲲龙”水陆两栖飞机的燃料航空煤油利用石油多次蒸馏制取，属于化学变化D．“蛟龙号”核潜艇创造了中国载人深潜纪录，海底7000米处的水分子不再运动【答案】A【详解】A、金属材料包括纯金属和合金，铝合金属于金属材料，正确；B、火星探测器使用新型铝基碳化硅复合材料，密度小、抗氧化性好，错误；C、航空煤油利用石油多次蒸馏制取，此过程中只是物质状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，错误；D、微粒是不断运动的，海底7000米处的水分子仍然在运动，错误。故选A。5．催化固碳是二氧化碳和氢气在催化剂作用下反应，生成可做燃料的甲醇。某学习小组探究温度、压强对甲醇产率的影响，实验结果如图所示。下列说法错误的是A．温度为时甲醇产率最高B．压强越大，甲醇的产率越高C．实际生产中为提高甲醇产率，压强越大越好D．调控化学反应条件，可以利用化学反应为人类造福【答案】C【详解】A、由图可知，温度为520K时甲醇产率最高，故A说法正确；B、由图可知，压强越大，甲醇产率越高，故B说法正确；C、压强越大，甲醇产率越高，但是压强越大对设备的要求越高，存在安全问题，所以在实际生产中为提高甲醇产率，并不是压强越大越好，故C说法错误；D、调控化学反应条件，可以利用化学反应为人类造福，故D说法正确。故选C。6．北京2022年冬奥会将向世界展示一场绿色奥运，下列行为与之理念不配匹的是A．在会场设垃圾分类箱B．所有场馆能源均采用可再生能源C．提倡使用一次性木筷D．交通均采用清洁能源车辆【答案】C【详解】A、在会场设垃圾分类箱，垃圾分类可以减小污染，节约资源，符合绿色奥运理念，不符合题意；B、所有场馆能源均采用可再生能源，可以节约能源，减少污染，符合绿色奥运理念，不符合题意；C、使用一次性木筷，会造成污染，不符合绿色奥运理念，符合题意；D、交通均采用清洁能源车辆，可以减少污染，节约能源，符合绿色奥运理念，不符合题意；故选C。7．性质决定用途，下列用途主要利用了物质化学性质的是①氧气用于气割

②液氮提供低温环境

③氮气生产氮肥

④双氧水用于消毒杀菌

⑤稀有气体制成电光源

⑥石墨用作电极A．①③⑤ B．①③④ C．③④⑥ D．②⑤⑥【答案】B【详解】①氧气可用于气割，是因为氧气具有助燃性，助燃性属于化学性质；②液氮能提供低温环境，是因为液氮气化吸热，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质；③氮气可生产氮肥，是因为氮气能制取氮肥，该性质需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质；④双氧水可用于消毒杀菌，该性质需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质；⑤稀有气体能制成电光源，是因为稀有气体通电时能发出不同颜色的光，该性质不需要通过化学变化才能表现出来，属于物理性质；⑥石墨可用作电极，是因为石墨具有导电性，该性质不需要通过化学变化才能表现出来，属于物理性质。则属于化学性质的有①③④，故选B。8．构建元化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。如图是碳元素的“价类二维图”。以下说法错误的选项是A．A点可能是CH4B．B点对应的物质充分燃烧可得到D点对应的物质C．某化合物的化学式为CO，它对应的点是CD．C点对应的物质与水反应可得到E点对应的物质【答案】D【详解】A、A点为有机物，且其中碳元素化合价为-4价，CH4中，氢元素化合价为+1价，设碳元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则x+（+1）×4=0，解得x=-4，则A点可能为CH4，该选项说法正确；B、B点对应的为单质，则为碳，D点对应的为氧化物，其中碳元素化合价为+4价，则对应的化学式为CO2，碳充分燃烧生成二氧化碳，该选项说法正确；C、CO中，氧元素化合价为-2价，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则碳元素化合价为+2价，且CO为氧化物，则对应的点为C，该选项说法正确；D、E为酸，其中碳元素化合价为+4价，则对应的为碳酸，一氧化碳不能和水反应，该选项说法错误。故选D。9．城市生活用水经自来水厂净化处理的过程如图。下列说法错误的是A．混凝剂可以使水中悬浮杂质加速沉降B．吸附池内常用活性炭吸附色素和异味C．自来水厂的净水方法有沉淀、过滤、吸附和蒸馏D．天然水经过净化后得到的自来水是混合物【答案】C【详解】A、混凝剂溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附悬浮杂质，使水中悬浮杂质加速沉降，故说法正确；B、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，则吸附池内常用活性炭吸附色素和异味，故说法正确；C、自来水厂净水的方法有沉淀、过滤、吸附和消毒杀菌，没有蒸馏，故说法错误；D、天然水经过净化后得到的自来水还含有可溶性杂质，是混合物，故说法正确；故选：C。二、填空题10．碳单质及其化合物的变化与我们的生产、生活密切相关。(1)东晋葛洪在《抱朴子》中写道“扶南出金刚，生水底石上，如钟乳状，体似紫石英，可以刻玉，人没水取之，虽铁椎之亦不能伤。”结合已学知识推断，文中所述物质“金刚”的结构可能类似于下图中的。(填编号)(2)传统的燃烧，燃料要与空气直接接触，如下图所示的木炭在炉中的燃烧。①炉中蓝色火焰是(填化学式)燃烧产生的。②请用化学方程式表示炉中有二氧化碳生成的反应：，。③在空气充足的条件下，此炉排放的炉气中，含量较多的是、(填化学式)和CO2。【答案】(1)a(2)COC+O2CO22CO+O22CO2O2N2【详解】（1）题干中提到的金刚，能刻玉，硬度大，和我们教材中的金刚石相似，金刚石的结构是a所示；（2）木炭在炉子中从下至上依次发生了C+O2CO2、C+CO22CO、2CO+O22CO2，故蓝色火焰是CO燃烧产生的；有二氧化碳产生的反应是C+O2CO2，2CO+O22CO2；木炭在空气充足的条件下，燃烧生成二氧化碳，又因空气的主要成分是氮气和氧气，氮气不参与反应，氧气在空气充足条件也会有剩余，故此炉排放的炉气中，含量较多的是O2、N2和CO2。11．化学在材料、能源、健康等研究领域发挥着其它学科不能替代的作用。(1)因外界技术封锁，中国“芯片”行业处于阵痛期。芯片的主要构成材料是硅，硅元素与碳元素化学性质相似的原因是。(2)煤、石油、天然气等化石燃料属于不可再生能源，为了保证社会可持续发展，需要源源不断地补给新能源（包括清洁能源）。写出你所知道的任意一种新能源。(3)屠呦呦和她的团队发现并提取青蒿素（也称黄花蒿素），开创治疗疟疾新方法。青蒿素为①无色针状晶体；②受热不稳定；③易溶于氯仿，几乎不溶于水；④易分解。其中属于化学性质的是（填序号）。【答案】(1)原子的最外层电子数相同(2)太阳能/核能/风能等(3)②④【详解】（1）硅元素与碳元素的原子的最外层电子数都为4，即原子的最外层电子数相同，所以硅元素与碳元素的化学性质相似，故填原子的最外层电子数相同。（2）新能源有太阳能、核能、风能等，故填太阳能或核能或风能等。（3）①无色针状晶体不需化学变化就能够表现出来，属于物理性质；②受热不稳定需要再化学变化中表现出来，属于化学性质；③易溶于氯仿，几乎不溶于水是物质的溶解性，属于物理性质；④易分解在化学变化中表现出来，属于化学性质，即上述属于化学性质的是②④，故填②④。12．碳元素对人类有十分重要的意义，是形成地球上生命现象的基本元素。以碳元素为主要成分的化石燃料仍然是当今人类社会最常用的燃料。(1)化石燃料包括煤、石油、等，是重要的能源。化石燃料的过度使用会加剧的环境问题是。(2)金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，金刚石很硬而石墨却很软，造成它们物理性质差异很大的原因是。(3)古代书画家用墨汁(由炭黑制成)绘制的水墨画经久不变色，原因是。(4)酒精是实验室常用的一种燃料，其完全燃烧的化学方程式为。【答案】(1)天然气温室效应(2)碳原子排列方式不同(3)常温下，碳的化学性质不活泼(4)【详解】（1）化石燃料包括煤、石油、天然气等；化石燃料燃烧时会产生大量二氧化碳，化石燃料的过度使用会加剧的环境问题是温室效应。（2）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，金刚石很硬而石墨却很软，造成它们物理性质差异很大的原因是碳原子排列方式不同。（3）炭黑属于碳单质，古代书画家用墨汁(由炭黑制成)绘制的水墨画经久不变色，原因是常温下，碳的化学性质不活泼。（4）酒精完全燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为：。13．碳循环、碳替代、碳封存和碳减排是实现碳中和的四种重要方法。(1)科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图1。由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是。(2)碳循环：自然界中消耗二氧化碳的主要途径是。(3)碳替代：下列可实现碳替代的能源是(填字母)。a．煤

b．石油

c．太阳能

d．天然气(4)碳封存：二氧化碳的吸收是碳封存的首要环节，常用碱溶液吸收。某同学为比较氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的效果，设计了图2实验。①若要达到该实验目的，则乙装置中a应为mL。②实验过程中观察到乙中气球比甲中气球膨胀得更大，说明吸收CO2效果更好的是(填化学式)溶液，写出乙装置中气球变大的主要原因(用化学方程式表示)。(5)碳减排：写出日常生活中你能做到的一种碳减排措施。【答案】(1)碳替代(2)绿色植物通过光合作用(3)c(4)20NaOH2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(5)绿色出行（合理即可）【详解】（1）由图1可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是碳替代。（2）自然界中消耗二氧化碳的主要途径是：绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳。（3）a、煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，燃烧产生大量的二氧化碳，故a错误；b、石油主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，燃烧产生大量二氧化碳，故b错误；c、太阳能来自于太阳光，没有碳的排放，故c正确；d、天然气的主要成分是甲烷，燃烧产生大量二氧化碳，故d错误。故选c。（4）①比较氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的效果，若要达到该实验目的，则氢氧化钠和氢氧化钙量应该相等，则a=20mL；②实验过程中观察到乙中气球比甲中气球膨胀得更大，说明吸收CO2效果更好的是乙NaOH；乙中氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠和水，化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。（5）在生活中为实现碳减排，我们可以节约用电，绿色出行等。三、综合应用题14．为了保护地球的生态环境，我国向全世界庄严宣告，争取2060年前实现“碳中和”的目标（“碳中和”是指在规定时期内实现排放多少CO₂就做多少抵消措施来达到平衡，实现CO₂相对零排放）｡如图是“碳中和”部分过程示意图｡(1)大气中CO₂含量的不断上升，导致效应加剧，使全球气候变暖｡(2)生物固碳：主要是利用绿色植物的实现固碳｡(3)化学固碳：以CO₂和NH₃为原料生产尿素[CO（NH₂）₂]是实现“碳中和”范例之一，其中涉及的变化属于变