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6.5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 跟踪练
2025-2026学年初中化学人教版（2024）九年级上册
一、单选题
1．碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是
A．途径①表示植物的呼吸作用
B．途径②会使海水酸化
C．风力发电不属于“碳循环”
D．动物、植物的遗骸被微生物分解可产生CO2
2．我国航天事业的发展突飞猛进，为载人空间站的建立奠定了坚实基础。空间站里宇航员呼吸消耗O2，产生CO2，可用如下方法处理CO2：
第①步，利用固态胺系统对CO2进行吸收与浓缩；
第②步，CO2+4H2CH4+2H2O；
第③步，2H2O2H2↑+O2↑。
下列说法错误的是
A．甲烷中碳、氢元素的质量比为1：4
B．电解水时，正、负两极产生的气体体积比约为1:2
C．电解水得到的H2可以循环利用
D．该方法能够实现氧气的再生
3．某研究团队研制的复合催化剂，实现了二氧化碳和水高效制备乙烯和氧气，下列有关说法正确的是
A．该复合催化剂能够提高制备乙烯的速率，增加乙烯的产量
B．该复合催化剂能高效地吸收空气污染物二氧化碳，净化空气
C．该复合催化剂在化学反应前后的化学性质不变
D．该反应属于分解反应
4．为实现二氧化碳“零排放”。科学家们将二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇(一种重要的化工原料)和水，实现这一反应的微观示意图如下。下列有关说法正确的是
A．反应前后元素的化合价都没有发生改变
B．该反应可以作为减少二氧化碳排放的研究方向
C．参加反应的两种物质的分子个数比为1：4
D．甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量为1：4：1
5．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
6．下列行为符合“低碳”理念的是
A．开发利用太阳能 B．教室全天开灯照明
C．大量使用一次性餐具 D．推广燃油汽车
7．为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是
A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用
B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿
C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变
D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g
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。
8．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
9．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
10．我国科学家以和为原料在一定条件下制备液体燃料甲醇（），同时生成水。实验小组将一定质量的甲醇与6.4g氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应物完全耗尽，生成一氧化碳和二氧化碳混合气5.8g，同时生成水。下列说法错误的是
A．生成16t甲醇，理论上可以吸收二氧化碳的质量为22t
B．密闭容器中生成一氧化碳的质量为1.4g
C．密闭容器中参加反应的甲醇与生成的二氧化碳质量比为8:11
D．密闭容器中一氧化碳全部转化为二氧化碳，还需要0.8g氧气
11．中国努力争取2060年前实现碳中和。下列说法不正确的是
A．积极鼓励植树造林，降低空气中含量
B．可利用CaO或氨水捕集废气中的
C．一定条件下，将转化为，实现的资源化利用
D．研发新型催化剂将分解成碳和，同时放出热量，其能量变化如图所示
二、填空题
12．阅读下列短文，回答问题。
“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一、“碳捕捉技术”是指将工业中产生的CO2分离出来进行储存和利用的工艺和技术。“碳封存技术”是指将CO2捕捉、压缩后长期储存。目前正在研究的技术有：海洋封存——利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器；地质封存将CO2注入特定的地层等。被封存的CO2有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物、物品灭火等，以此消除资源的浪费。我国正以超世界一流的目光发展经济，完善环保体制。
(1)根据二氧化碳的性质，可用水和某些溶液来“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小江同学设计了如图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。(已知：)图2中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液，则X的数值为 。
(2)分析图3 可知在此实验中“捕捉”二氧化碳效果最好的是 (选填“甲”或“乙”或“丙”)。
(3)将CO2封入蓄水层中发生反应的化学方程式为 。
(4)有学者对海洋封存CO2的方法提出质疑，你认为海洋封存CO2对海洋环境可能造成的影响是 。(写一条即可)。
13．在大气中，二氧化碳是碳参与物质循环的主要形式。
I.二氧化碳从哪里来？
(1)自然界二氧化碳的来源途径有 (写一种)。
(2)实验室制取二氧化碳。
①装置A中用以添加液体药品的仪器名称是： ，A、B、C装置可以控制反应速率得到平稳气流的是 (填序号)。该反应的化学方程式是 。
②该装置还可以用于制取氧气，反应的化学方程式是 。若采取排水法收集氧气，观察到集气瓶口有大气泡冒出时接下来的操作是 。
Ⅱ.二氧化碳到哪里去？
(3)矿石碳化。二氧化碳与金属氧化物发生反应，生成稳定的碳酸盐。如CO2+MgOMgCO3，该反应属于 (填基本反应类型)。
(4)碳转化。如图是某同学绘制的碳转化的部分途径。
①以上途径中没有生成有机物的是 (填序号)。
②CO2与H2O在不同的转化途径中，产物不同的原因是 。
三、科学探究题
14．实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣，开启“低碳行动”项目化学习探究之旅。
任务一：探究家庭中二氧化碳的来源
【设计并进行实验】同学们走进厨房，用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设计如图1实验，放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。
【实验现象】
(1)红墨水水柱向 边移动(填“左”或“右”)。
【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳。
任务二：实验室模拟吸收二氧化碳的原理
小组同学利用如图2装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。
步骤1：某同学检验了图2装置的气密性，得到如右侧图像，说明装置气密性良好。
步骤2：两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水，连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞1，一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3所示。
(2)步骤1中该同学进行气密性检查的操作是：打开活塞1和活塞2， (填“推”或“拉”)注射器活塞一段距离后停止。
(3)图3中，表示注入的是澄清石灰水的是曲线 (填“I”或“Ⅱ”)。
(4)图3中，AB段压强上升的原因是 。
任务三：制定低碳行动方案
(5)通过该项目的探究，小组同学对低碳行动有了新的认识，请补充完整。
低碳途径 低碳行动具体措施
减少二氧化碳的排放 请举出一种具体做法 (任写一条)。
促进二氧化碳的吸收 植树造林，利用绿色植物 作用吸收大气中的CO2
二氧化碳的转化和封存 二氧化碳与氨气(NH3)在高温、高压下可以合成尿素【CO(NH2)2】 同时生成水，该反应的化学方程式为 。
愉快的项目之旅结束了，同学们决定立刻行动起来，助力“双碳”目标早日实现！
四、综合应用题
15．我国力争在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。CO2吸收、转化与利用，成为当前研究的热点。
(1)“碳”吸收：自然界有多种途径吸收CO2，请写出海水吸收二氧化碳发生的反应化学方程式： 。
(2)“碳”代替：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼(B)可与物质X反应制取氢气，化学方程式为：，则X的化学式为 ，写出氢气作为能源的优点： 。(写一条)
(3)“碳”利用：中科院天津工业生物技术研究所马延和研究团队在实验室人工合成了淀粉，以CO2为原料人工合成淀粉[(C6H10O5)n]，主要转化流程如下图：
①I中还产生一种能供给呼吸的物质，该反应的化学方程式为 ，反应类型是 。
②Ⅱ中反应的微观示意图如图。在方框中补全相应种类和数目的微观粒子图示 。
③人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段，但有着重大意义、你觉得这项研究的价值是 。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A C B C A A A C C
题号 11
答案 D
1．A
【详解】A、 观察可知，途径①是植物吸收二氧化碳的过程，这表示植物的光合作用，而不是呼吸作用，呼吸作用是植物释放二氧化碳的过程，A说法错误。
B、途径②是二氧化碳溶解在海水中，二氧化碳与水反应生成碳酸，会使海水酸化，B说法正确。
C、风力发电是将风能转化为电能，整个过程不涉及碳元素的循环，不属于“碳循环”，C说法正确。
D、由图可知，动物、植物的遗骸被微生物分解可产生CO2，D说法正确。
故选A。
2．A
【详解】A、甲烷中碳、氢元素的质量比为(12×1):(1×4)=3:1，故选项说法不正确；
B、电解水实验中“正氧负氢，氢二氧一”，正极产生氧气，负极产生氢气，正、负两极产生的气体体积比约为1:2，故选项说法正确；
C、第③步电解水得到的H2可以作为第②步反应的原料，所以电解水得到的H2可以循环利用，故选项说法正确；
D、宇航员呼吸消耗O2，产生CO2，经过①②③步处理CO2，最终得到O2，实现了氧气的再生，故选项说法正确；
故选A。
3．C
【分析】催化剂在化学反应中能改变反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变，且不能增加产量，同时，需要根据反应物和产物的种类判断反应类型。
【详解】A.催化剂能提高反应速率（加快制备乙烯的速度），但不能增加产量，故选项说法错误，不符合题意；
B.催化剂只能改变化学反应速率，不能吸收反应物，另外，二氧化碳不是空气污染物，故选项说法错误，不符合题意；
C.催化剂在反应前后化学性质不变（质量也不变），可重复使用，故选项说法正确，符合题意；
D.分解反应是指一种物质分解成两种或多种物质的反应，该反应的反应物是二氧化碳和水（两种物质），产物是乙烯和氧气（两种物质），不符合分解反应的定义，不属于分解反应，故选项说法错误，不符合题意。
故选C。
4．B
【分析】由反应的微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
【详解】A、反应物CO2中氧元素化合价为-2价，碳元素化合价为+4价，生成物CH3OH氢元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，碳元素的化合价为-1；反应物H2为单质，氢元素化合价为0价，生成物H2O中氢元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，所以反应前后碳、氢元素的化合价发生了改变，故选项说法不正确；
B、该反应可将二氧化碳转化为甲醇，可作为减少二氧化碳排放的研究方向，故选项说法正确；
C、由反应的化学方程式可知，参加反应的二氧化碳、氢气的分子个数比为1:3，故选项说法不正确；
D、甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比为(12×1):(1×4):(16×1)=3:1:4，故选项说法不正确。
故选B。
5．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。
6．A
【详解】A、太阳能是清洁能源，开发利用太阳能过程中不产生二氧化碳等温室气体，有助于减少碳排放，符合 “低碳” 理念；
B、教室全天开灯照明会消耗大量电能，而目前我国发电主要还是以火力发电为主，消耗大量煤炭等化石燃料，会产生大量二氧化碳，不符合 “低碳” 理念；
C、大量使用一次性餐具，会增加原材料的砍伐和加工过程中的能源消耗，同时废弃的一次性餐具难以降解，还会造成资源浪费和环境污染，在原材料生产等环节会产生较多二氧化碳，不符合 “低碳” 理念；
D、燃油汽车燃烧汽油或柴油等化石燃料，会产生大量二氧化碳等污染物，推广燃油汽车会增加碳排放，不符合 “低碳” 理念。
故选A。
7．A
【详解】A、根据流程图，该方案中二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，碳酸钙和一氧化碳既是反应物又是生成物，可循环利用，故还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用，故A分析不正确；
B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿，故B分析正确；
C、流程图中反应1为碳和氧气反应生成二氧化碳，反应2为碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，这两个反应均是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于化合反应；反应1中反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4价，发生改变；反应2中反应前碳元素的化合价为0价和+4价，反应后碳元素的化合价为+2价，发生改变，故C分析正确；
D、实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，48g氧化铁中铁元素的质量为，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，则反应后固体中氧元素的质量为，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，反应后固体中的氧元素存在于没有反应的氧化铁中，说明氧化铁没有反应完全，根据氧元素守恒，则没有参与反应的氧化铁的质量为，理论上参加反应的Fe2O3质量为48g-16g=32g，故D分析正确；
故选：A。
8．A 9．C
【解析】8．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。
9．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。
10．C
【详解】A. 根据质量守恒定律，生成16t甲醇，理论上可以吸收二氧化碳的质量为：16 t×÷=22t，此选项正确
B. 根据质量守恒定律，参加反应的甲醇和氧气的质量之和等于生成的二氧化碳、一氧化碳和水的质量之和。已知氧气的质量为6.4g，生成的二氧化碳和一氧化碳的总质量为5.8g，设生成水的质量为y，参加反应的甲醇的质量为z，则有z+6.4g=5.8g+y，再根据甲醇中氢元素的质量等于水中氢元素的质量，有：z×=y×，联立这两个方程，可以解出z=4.8g，y =5.4g。根据碳元素的质量守恒，设生成一氧化碳的质量为a，则有4.8g×=（5.8g-a）+a×，解得a=1.4g，此选项正确；
C. 根据以上分析可知，密闭容器中参加反应的甲醇与生成的二氧化碳质量比为4.8g ：（5.8g-1.4g）=12；11，此选项错误；
D. 根据以上分析可知，生成一氧化碳的质量为1.4g，设1.4g一氧化碳全部转化为二氧化碳，还需要氧气的质量为w。
，w=0.8g，此选项正确。
故选C。
11．D
【详解】A、绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，积极鼓励植树造林可以增加对二氧化碳的吸收，从而降低空气中CO2含量，说法正确，不符合题意；
B、CaO能与CO2在一定条件下反应生成碳酸钙，氨水（NH3 H2O）显碱性，也能与CO2发生反应，所以可利用CaO或氨水捕集废气中的CO2，说法正确，不符合题意；
C、将CO2转化为CH3OH，既减少了二氧化碳的排放，又得到了有用的化工原料甲醇，实现了CO2的资源化利用，说法正确，不符合题意；
D、在标准状况下，CO2 是相对稳定的化合物，研发新型催化剂将分解成碳和，同时吸收热量，物质中的总能量会增大，说法错误，符合题意。
故选D。
12．(1)30
(2)丙
(3)
(4)使海水酸性增强，影响海洋生物的生存(合理即可)
【详解】（1）在对比实验中，要控制单一变量，即只有试剂种类不同，其他条件应相同。甲、乙注射器内液体体积都是30mL，所以丙中X的数值也应为30。
（2）从图 3 可知，丙曲线压强下降幅度最大，说明瓶内二氧化碳被消耗得最多，即氢氧化钠溶液 “捕捉” 二氧化碳的效果最好；
（3）将CO2封入蓄水层中，二氧化碳能和水反应生成碳酸，化学方程式为。
（4）二氧化碳和水反应生成碳酸，会导致海水酸性增强，可能会影响海洋生物的生存环境，对海洋生物的生存造成威胁。
13．(1)生物的呼吸
(2) 长颈漏斗 B 先将导管移出水面，再移去酒精灯
(3)化合反应
(4) b 反应条件不同
【详解】（1）自然界中二氧化碳的来源有生物的呼吸，化石燃料的燃烧等；
（2）①装置A中用以添加液体药品的仪器名称是：长颈漏斗；
B装置可以通过分液漏斗控制加入盐酸的速率控制产生的二氧化碳的速率，盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
②该装置没有加热仪器，适用于固体不加热制取气体，实验室用双氧水以二氧化锰作催化剂分解制氧气，反应的化学方程式为：；
若采取排水法收集氧气，观察到集气瓶口有大气泡冒出时，先将导管移出水面，再移去酒精灯，防止水槽中的水倒流入试管，炸裂试管；
（3）由反应的化学方程式可知，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；
（4）①有机物是指含碳元素的物质，但不包括碳的氧化物，碳酸盐，碳酸氢盐，氰化物，硫氰化物，所以淀粉、甲醛、乙醇都是有机物，碳酸是无机物，故选：b；
②由上图可知二氧化碳和水在不同的反应条件下生成物不同。
14．(1)左
(2)拉
(3)Ⅱ
(4)将注射器里的液体全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的气体被压缩，压强迅速增大
(5) 使用新能源 光合
【详解】（1）燃气燃烧后产生大量的二氧化碳，故右侧瓶内二氧化碳含量高，放在阳光下照射，右侧瓶内温度高于左侧瓶内，右侧瓶内压强高于左侧瓶内，故红墨水水柱向左边移动；
（2）由步骤1图可知，压强先变小，说明该同学进行气密性检查的操作是：打开活塞1和2，拉注射器活塞一段距离后停止；
（3）由于二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以二氧化碳在水中溶解的气体体积比在澄清石灰水少，故注入澄清石灰水的烧杯中气体减少多，压强减小幅度大，因此曲线Ⅱ是表示注入澄清石灰水的瓶内压强变化曲线；
（4）实验中迅速将注射器里的液体全部压入烧瓶中，造成烧瓶内的气体被压缩，压强迅速增大，即AB段压强上升；
（5）使用新能源：太阳能、风能等，可以减少二氧化碳的排放；
促进二氧化碳的吸收，利用绿色植物光合作用吸收大气中的CO2，光合作用吸收二氧化碳放出氧气；
二氧化碳与氨气(NH3)在高温、高压下可以合成尿素【CO(NH2)2】同时生成水，该反应的化学方程式为。
15．(1)
(2) 产物是水，无污染（合理即可）
(3) 分解反应 摆脱传统农业的束缚，解决粮食危机、减少碳排放
【详解】（1）海水的主要成分是水，二氧化碳能与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：；
（2）根据化学反应前后原子的种类和数目不变。在反应中，反应后硼原子有2个，氧原子有6个，氢原子有12个；反应前有2个硼原子，那么6个X分子中含有6个氧原子和12个氢原子，所以1个X分子中含有1个氧原子和2个氢原子，即X的化学式为H2O；
氢气作为能源的优点有很多，比如氢气燃烧的产物是水无污染、热值大、制备原料为水，来源广等；
（3）①I中产生氢气，还产生一种能供给呼吸的物质，该物质是氧气，该反应是水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：；该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
②由Ⅱ中反应的微观示意图可知，反应后的碳原子、氢原子和氧原子的数目分别为1、6、2，反应前的碳原子、氢原子和氧原子的数目分别为1、0、2，化学反应中原子的种类和数目保持不变，方框中应含有6个氢原子，即3个氢分子，补充如图：；
③人工合成淀粉技术虽处于实验室阶段，但有着重大意义，可摆脱传统农业的束缚，解决粮食危机、消耗二氧化碳，减少碳排放。
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