第3節(jié)自然界中的碳循環(huán)題型01自然界中的二氧化碳題型02二氧化碳對環(huán)境的影響題型03碳達(dá)峰、碳中和題型01自然界中的二氧化碳二氧化碳在自然界中的循環(huán):（1）二氧化碳的產(chǎn)生途徑:動植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃燒。

（2）二氧化碳的消耗途徑:綠色植物的光合作用。

【典例1】“氧循環(huán)”和“碳循環(huán)”是自然界存在的重要循環(huán)。下列說法不正確的是A．圖中產(chǎn)生二氧化碳的主要途徑是①③⑥B．碳循環(huán)和氧循環(huán)分別是指二氧化碳和氧氣的循環(huán)C．綠色植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能D．海水吸收CO2過程中既有物理變化又有化學(xué)變化【變式1-1】我國科研人員以水滑石為載體，通過一種復(fù)雜的催化劑，在陽光驅(qū)動下使甲烷和水在常溫下產(chǎn)生氫氣，其微觀反應(yīng)示意圖如圖所示，下列說法正確的是A．反應(yīng)前后原子的種類發(fā)生變化 B．使用催化劑能提高氫氣的產(chǎn)率C．生成物的質(zhì)量比為4：1 D．該反應(yīng)充分利用太陽能，更加節(jié)能【變式1-2】請思考，小宇同學(xué)想要做實驗室制取二氧化碳實驗：(1)實驗室制取CO2的方程式：。(2)制取二氧化碳的發(fā)生和收集裝置為。(填序號)(3)模擬海洋生態(tài)系統(tǒng)：①綠色植物在生態(tài)箱中通過呼吸作用和作用參與碳循環(huán)。②小宇向生態(tài)箱中通入CO2，一段時間后燒杯中出現(xiàn)現(xiàn)象為；化學(xué)方程式為。③請你列舉一條具體措施減少大氣中CO2排放量，結(jié)合生活實際：?！咀兪?-3】作為一種碳資源，被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。Ⅰ．植物氣肥(1)在蔬菜大棚內(nèi)增大濃度，有利于植物進(jìn)行，促進(jìn)生長。Ⅱ．生產(chǎn)化肥(2)二氧化碳和氨氣可以生產(chǎn)尿素和碳酸氫銨。①合成尿素的反應(yīng)為，X的化學(xué)式是。②合成碳酸氫銨的反應(yīng)為，該反應(yīng)基本類型為。(3)理論上，相同質(zhì)量的分別生產(chǎn)和，消耗的質(zhì)量比為。Ⅲ．催化重整(4)與在高溫、催化劑作用下可得到合成氣(CO和)，反應(yīng)過程中催化劑表面還同時存在積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)，原理如圖所示。積碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為；消碳反應(yīng)的方程式為。題型02二氧化碳對環(huán)境的影響1、有利的方面：促進(jìn)綠色植物進(jìn)行光合作用，滿足人和動物所需的有機(jī)物（主要是淀粉）的合成和對氧氣的需求；以及空氣中氧氣含量的相對穩(wěn)定和自然界的碳、氧的循環(huán)，等等；

2、不利的方面（1）二氧化碳本身沒有毒性，但它不能供給呼吸，當(dāng)空氣中的二氧化碳超過正常含量時，會對人體健康產(chǎn)生影響（因此，在人群密集的地方應(yīng)該注意通風(fēng)換氣）。（2）由于人類活動（如化石燃料燃燒、森林遭到破壞等）影響，近年來二氧化碳含量猛增，導(dǎo)致溫室效應(yīng)、全球氣候變暖、冰川融化、海平面升高等，現(xiàn)在地球上氣溫越來越高，主要是因為二氧化碳增多造成的；因為二氧化碳就像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣，具有保溫的作用，使地面吸收的太陽光的熱量不易散失，從而使全球變暖，這種現(xiàn)象叫溫室效應(yīng)。為防止溫室效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)，人類應(yīng)該減少使用煤、石油、天然氣等化石燃料，更多地利用太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬惹鍧嵞茉?；大力植樹造林，?yán)禁亂砍濫伐森林等?！镜淅?】下列跨學(xué)科實踐活動中涉及的化學(xué)知識正確的是選項實踐活動化學(xué)知識A水質(zhì)監(jiān)測及自制凈水器自制凈水器獲得的水為純凈物B微型質(zhì)量“檢測站”測空氣污染物的含量是需要檢測的空氣污染物C基于碳中和理念設(shè)計低碳行動方案“低碳”行動的目的是不排放D調(diào)查家用燃料的變遷與合理使用未來燃料要清潔、易調(diào)控、熱值高A．A B．B C．C D．D【變式2-1】我國力爭在2060年前實現(xiàn)“碳中和”?！疤贾泻汀保赐ㄟ^植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的排放，實現(xiàn)“零排放”。(1)“碳”排放：減少排放，你還有哪些做法（寫一種）。(2)“碳”吸收：自然界有多種途徑吸收①綠色植物通過吸收②寫出海水能吸收二氧化碳的化學(xué)方程式。③下列做法符合“低碳”理念的有（填序號）。a.騎自行車出行

b.紙張雙面打印

c.使用一次性餐具(3)“碳”利用：①將作為資源是實現(xiàn)碳中和的有效方法。以和為原料，在一定條件可合成和水，參加反應(yīng)的和的質(zhì)量比為。②從化學(xué)性質(zhì)角度看，二氧化碳能用來滅火的原因是?！咀兪?-2】下圖是自然界中的碳氧循環(huán)示意圖，根據(jù)下圖和所學(xué)知識回答相關(guān)問題：(1)圖中消耗的有（填圖中序號，下同），屬于緩慢氧化的是。下列關(guān)于碳氧循環(huán)說法正確的是。（填序號）A．碳氧循環(huán)過程中元素守恒，元素化合價不變B．碳循環(huán)、氧循環(huán)過程中均有化學(xué)變化發(fā)生C．碳氧循環(huán)有利于維持大氣中氧氣和含量的相對穩(wěn)定(2)氧氣和臭氧的化學(xué)性質(zhì)（填“相同”或“不同”），原因是。(3)減少排放，減緩全球氣候變暖是當(dāng)今世界要解決的重大環(huán)境問題。請你從產(chǎn)生和消耗兩個角度解釋的含量冬季要比夏季高的原因、。(4)不僅能與水反應(yīng)生成碳酸，還能與水進(jìn)行光合作用生成葡萄糖（化學(xué)式為），請你解釋同樣是與水反應(yīng)，產(chǎn)物完全不同的原因是?！咀兪?-3】助力“碳中和”，CO2的產(chǎn)生、吸收與利用等是重要研究課題。(1)CO2的產(chǎn)生：化石燃料的燃燒排放大量CO2。①大氣中CO2的含量過高，會造成（填環(huán)境問題）。②下列對節(jié)能減排的建議可行的是。a.停止使用化石燃料

b.推廣使用光伏發(fā)電c.鼓勵民眾公交出行

d.生活垃圾集中焚燒(2)CO2的吸收。自然界有多種途徑吸收CO2。①綠色植物通過吸收CO2。②風(fēng)化的巖石如CaCO3粉末可吸收空氣中的CO2和H2O轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2，反應(yīng)的符號表達(dá)式可表示為。(3)CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面發(fā)生反應(yīng)生成CH4的原理如圖所示。①整個轉(zhuǎn)化過程中Ni/CaO的作用為。②寫出反應(yīng)1的符號表達(dá)式。題型03碳達(dá)峰、碳中和為體現(xiàn)中國在應(yīng)對氣候變化問題上的大國擔(dān)當(dāng)，我國宣布提高國家自主貢獻(xiàn)力度，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。為實現(xiàn)我國的“雙碳”目標(biāo)，應(yīng)從以下幾個方面入手：同世界各國簽署限制二氧化碳排放的國際公約，并嚴(yán)格執(zhí)行。減少使用化石燃料，更多地利用太陽能、風(fēng)能等清潔能源。促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)和普及，提高能源的生產(chǎn)效率和使用效率。大力植樹造林，嚴(yán)禁亂砍濫伐森林。科學(xué)家高度關(guān)注二氧化碳的轉(zhuǎn)化和綜合利用，嘗試運(yùn)用化學(xué)原理和方法，積極研究如何使二氧化碳資源化，以促進(jìn)自然界中碳的循環(huán)；尋求低成本的捕集方法，把二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂?，從而使二氧化碳在促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用?！镜淅?】為使我國能在2060年前實現(xiàn)“碳中和”，下列做法不可取的是A．工業(yè)廢氣高空排放B．開發(fā)清潔能源 C．沙漠上多植樹種草 D．車輛尾氣處理后排放【變式3-1】中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所在淀粉人工合成方面取得突破性進(jìn)展，在國際上首次實現(xiàn)二氧化碳到淀粉的從頭合成。下列有關(guān)說法不正確的是A．該過程中發(fā)生的變化為物理變化 B．該過程的實現(xiàn)可節(jié)約耕地和淡水資源C．該過程的實現(xiàn)會提高糧食安全水平 D．該過程的實現(xiàn)會促進(jìn)碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)【變式3-2】我國承諾力爭于2030年前實現(xiàn)“碳達(dá)峰”，到2060年實現(xiàn)“碳中和”。碳封存、碳替代、碳減排、碳循環(huán)是實現(xiàn)碳中和的4種主要途徑。(1)碳封存：海洋封存是碳封存的一種重要方式，也即通過海水吸收二氧化碳，但會引起海水酸化，其原因是（用化學(xué)方程式表示）(2)碳替代：到2050年，對全球碳中和貢獻(xiàn)率最大的途徑是碳替代，請你列舉作為中學(xué)生可以在生活中參與的碳替代的一個例子：。(3)碳減排：控制“碳”的排放，主要是為了減緩。(4)碳循環(huán)：我國科學(xué)家在國際上首次實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工合成，能夠大幅縮短淀粉生成時間，這意味著：在更短的時間內(nèi)，可獲得更多的淀粉產(chǎn)出，這對于糧食生產(chǎn)效率的提升具有革命性意義，同時也為“碳中和”和“碳達(dá)峰”貢獻(xiàn)了中國智慧。本項合成技術(shù)可以分為四個模塊，首先把二氧化碳用催化劑還原為甲醇，然后將還原的甲醇轉(zhuǎn)化為三碳，然后是將三碳合成六碳，最后再將六碳聚合成為淀粉。其中二氧化碳制取甲醇（CH3OH）環(huán)節(jié)的微觀示意圖如圖所示（圖中的微觀粒子恰好完全反應(yīng)）。請你寫出這個反應(yīng)的化學(xué)方程式?！咀兪?-3】碳循環(huán)、碳替代、碳封存和碳減排是實現(xiàn)碳中和的四種重要方法。(1)科學(xué)家預(yù)測，到2050年，4種途徑對全球碳中和的貢獻(xiàn)率如圖1。由圖1可知，到2050年，對全球碳中和貢獻(xiàn)率最大的途徑是。(2)碳循環(huán)：自然界中消耗二氧化碳的主要途徑是。(3)碳替代：下列可實現(xiàn)碳替代的能源是(填字母)。a．煤

b．石油

c．太陽能

d．天然氣(4)碳封存：二氧化